فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف: اهداف مهندسی ژنتیک و متابولیک را می‏توان با درک فرآیندهای مولکولی پاسخ به تنش به میزان زیادی محقق کرد. پژوهشگران می‏توانند از طریق مطالعات ترنسکریپتوم به داده‏های فراوانی در این خصوص دسترسی پیدا کنند. استفاده از روش‌های آماری پیشرفته مانند فراواکاوی برای ادغام داده‌های بسیاری از منابع، روش جدیدی برای یافتن ژن‌های با بیان متفاوت (DEG) ، برای غلبه بر پیچیدگی زیستی و ارائه نتایج دقیق‌تر ارائه می‌دهد. مطالعه فعلی از فراواکاوی داده‌های بیانی RNA-seq گیاه پروانش برای کشف DEGهای غنی‏سازی شده در پاسخ به عوامل تنش‌زا و تولید متابولیت‌های ثانویه مهم استفاده کرد.مواد و روش‏ها: داده‏های RNA-seq از پایگاه داده EMBL-EBIدریافت و پس از پیش پردازش، نقشه‏یابی خوانش‏های با کیفیت بر روی ژنوم مرجع پروانش صورت گرفت. تغییرات بیان ژن‏ها برای هر مجموعه داده، بررسی و سپس برای فراواکاوی استفاده شد. ژن‎های با بیان متفاوت و معنی‏دار در پاسخ به تنش‏های زیستی و غیرزیستی ، از نظر عمکرد زیستی و مسیرهای زیستی درگیر بررسی شدند و تجزیه و تحلیل هم‏بیانی انجام شد و در نهایت ژن‏های کلیدی و هاب در پاسخ به تنش و مسیر بیوسنتزی تولید متابولیت‏های مهم ترپنوئید ایندول آلکالوئیدها ((TIAs)Terpenoid Indole Alkaloids ) تعیین گردید.نتایج: یافته‌های فراواکاوی، 772 ژن با بیان متفاوت دارای Log2FC≥|1 (Log2 Fold Change) و FDR≤0.05 (FalseDiscovery Rate) را شناسایی کرد که 305 و 467 ژن از این ژن‌ها به ترتیب دارای بیان بالا و پایین تحت تنش بودند. در این میان، فراواکاوی امکان شناسایی 27 ژن را فراهم نمود که در آنالیزهای انفرادی به عنوان DEG شناسایی نشده بودند. نتایج غنی‌سازی عملکردی DEGها اهمیت حیاتی آنها را در فرآیندهای متابولیک، پاسخ به محرک‌ها و فرآیندهای سلولی نشان داد. آنها همچنین در مسیرهای متعددی مانند مسیر سیگنالینگ ، پروتئین کینازهای فعال شده با میتوژن ((MAPK)Mitogen activated protein kinases)، بیوسنتز متابولیت‏های ثانویه، انتقال هورمون‏های گیاهی و مسیرهای متابولیک تحت تنش اهمیت معنی‏داری داشتند. از طریق تجزیه و تحلیل شبکه هم‌بیانی، ژن‌های هاب پاسخ‌دهنده به تنش و مرتبط با مسیرهای بیوسنتز ترپنوئید ایندول آلکالوئیدها (TIA) یافت شدند که می‏توانند ژن‌های بالقوه‌ای در سنتز ترکیبات دارویی منحصر به فرد گیاه باشند.نتیجه‏گیری: در این تحقیق، با بررسی پاسخ‌های مولکولی گیاه پروانش تحت تنش‌های مختلف با استفاده از رویکردهای فراواکاوی و زیست‌شناسی سامانه‌ای ، ژن‌های کلیدی و جدید شناسایی شدند. این ژن‌ها دارای توانایی بالقوه جهت استفاده به عنوان ژن‌های کاندید در پروژه‌های مهندسی ژنتیک و متابولیک بوده که به منظور افزایش توانایی گیاه در تولید متابولیت‌های درمانی در آینده به کار گرفته شوند.