شناسايي ژن‌هاي كليدي مؤثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمايي در گياهچه‌‌‌هاي آرابيدوپسيس با استفاده از داده‌‌‌هاي ريزآرايه

گياهان قادرند از طريق به خاطر سپردن تنش‌‌ گرماي قبلي (پرايمينگ)، نسبت به تنش‌‌هاي كشنده بعدي (برگشتي) تحمل گرمايي بدست آورند. اثر پرايمينگ كه براي ساعت‌‌ها، روزها يا حتي نسل‌‌ها پس از تنش گرمايي برگشتي حفظ مي‌‌شود، حافظه تنش گرمايي ناميده مي‌‌شود. هدف از اين مطالعه شناسايي ژن‌‌هاي كليدي موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمايي است. در اين مطالعه، داده‌‌هاي ريزآرايه پروفايل بياني نمونه‌‌هاي آرابيدوپسيس از بانك داده‌‌هاي (Gene expression omnibus) GEO جمع‌‌آوري و ژن‌‌هايي با بيان افتراقي بر مبناي فعاليت بيشتر رونويسي‌‌شان تحت تنش برگشتي نسبت به تنش اول (مقايسه تيماري P+T/P) و همچنين القاء بيان پايدار تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش (فاز حافظه) شناسايي شدند. سپس ژن‌‌هاي شناسايي شده به وسيله ابزارهاي بيوانفورماتيك جهت دسته‌‌بندي هستي‌‌شناسي (Gene Ontology) و شبكه‌‌هاي برهم‌‌كنش پروتئيني (Protein-protein interaction networks) مورد بررسي قرار گرفتند. بررسي هستي‌‌شناسي عبارت‌‌ها نشان داد كه ژن‌‌هايي با بيان افزايشي عمدتا با پاسخ سلولي و خوگيري به گرما و تاخوردگي پروتئين مرتبط بودند. از طريق خوشه‌‌بندي شبكه برهم‌‌كنش پروتئيني در عبارت‌‌ مربوط به پاسخ به گرما در مقايسه تيماري P+T/P، تعدادي از ژن‌‌هاي كليدي موثر در استقرار حافظه تنش گرما نظير HSP70T-2،HSP90 ، HSP60، AR192، HSP70، BIP2، J2، CLPB4، HOP3، HSP101، HSFA3، ROF1، HSFA2، HSP70B، CLPB3، MBF1C، FES1A شناسايي شدند. همچنين بر اساس تداوم بيان افتراقي ژن‌‌ها تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش اول (فاز پرايمينگ) مشخص شد ژن‌‌هايي كه در پايداري حافظه تنش گرما دخيل هستند عمدتا متعلق به اعضاي خانواده پروتئين‌‌هاي شوك گرمايي كوچك (sHSPs) نظير HSP17.6، HSP21، HSP17.6II، HAS32، HSP17.4، HSP18.2 و HSP22 بودند. علاوه بر اين، در بررسي مسيرهاي زيستي از طريق پايگاهKEGG (دانشنامه ژن‌‌ها و ژنوم‌‌هاي كيوتو) مشخص شد كه ژن‌‌هاي حافظه تنش گرما عمدتا در مسيرهاي پردازش پروتئين در شبكه اندوپلاسمي و فسفريلاسيون اكسيداتيو نقش داشتند. همچنين بررسي عناصر تنظيمي سيس در ناحيه پروموتري ژن‌‌هاي حافظه تنش نشان داد كه خانواده فاكتورهاي رونويسي bZIP، AP2;B3;RAV، MYB/SANT، HD-ZIP و GATA; tify داراي بيشترين جايگاه اتصال در ناحيه بالادست ژن‌‌هاي مذكور بودند. در مجموع اين يافته‌‌ها اطلاعات مفيدي در خصوص آناليز عملكردي و تنظيمي ژن‌‌هاي موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمايي و برهم كنش شبكه‌‌هاي پروتئيني آن‌‌ها ارائه داد كه مي‌‌توان از آنها در راستاي بهبود ظرفيت تحمل گياه تحت تنش شديد گرما استفاده كرد.