۲۲۳۳۷پ
per
بررسی پاسخهای وابسته به سلولی سلولهای سوماتیک و گونیدی به نورB- UVدر جلبک سبز پر Volvox carteri سلول
Evaluation of somatic and gonidia-dependent cellular responses to UV-B radiation in the multicellular green alga Volvox carteri
/سولماز اخطاری
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۸
، راشدی
۱۴۳ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
زیست شناسی گرایش :سلولی-تکوینی
۱۳۹۸/۰۶/۱۱
تبریز
نور مهمترین منبع انرژی برای موجودات فتوسنتزی است .طول موجهایB- UVعمیقتر از هر طول موج دیگری به آب نفوذ میکنند .موجودات یوکاریوتی پیچید در پاسخ به نشانههای نموی و محیطی از قبیل ،B-UVاز طریق بیان بخشی از ژنوم در انواع مختلف سلول، تکامل یافتهاند .تشکیل موجودات پر سلولی به مسیرهای سیگنالینگ ژنتیکی از پیش تعریف شده در انواع مختلف سلول نیاز دارد .انواع سلول پاسخهای سازشی مناسب را نسبت به محیط در حال تغییر، تنظیم مینمایند .در مورد تاثیر تابشB- UVبر تنظیم رونوشت برداری کل ژنوم در ریز جلبکهای سبز پر سلولی، گزارشهای محدودی وجود داردVolvox carteri .تنها دارای دو نوع سلول یعنی سلولهای سوماتیک فناپذیر متحرک و سلولهای گونیدی پایای غیر متحرک میباشد .سلولهای تفکیک شده گونیدی و سوماتیک به مدت یک ساعت در معرض تیمارB- UVبا شدت mw.cm- ۰.۰۵۶ ۲قرار گرفتند .برای بررسی پروفایل بیان ژن) ترنسکریپتوم (در مقایسه بین سلولهای گونیدی و سوماتیک تیمار شده باB- UVو سلولهای کنترل، آنالیز ترنسکریپتوم با استفاده از تکنیکseq- RNAمورد استفاده قرار گرفت .بر مبنای آنالیز تفاوت بیان ژن، در سلولهای گونیدی تیمار شده باB- UVدر مقایسه با گروه کنترل، ژنی با بیان متفاوت معنیدار مشاهده نشد .در واقع، سلول گونیدی حالت پایدار و ثابت خود را حفظ کرده است .با این حال، مقایسه سلولهای سوماتیک تیمار شده باB- UVو سلولهای کنترل، منجر به شناسایی۱۲۶ ژن با بیان متفاوت معنیدار شد، به طوری که مسیرهای متفاوتی) به عنوان مثال مسیر سیگنالینگ ،PPARبیوسنتز آمینوآسیل- ،tRNAمتابولیسم پورفیرین و کلروفیل، متابولیسم ویتامین ،B۶متابولیسم آلفا لینولنیک اسید (به وسیلهB- UVغنی شدند .این مسیرها از طریق رونویسی ژنهایی که آنزیم های کلیدی را در سلولهای سوماتیک کد میکنند، به موازات هم تنظیم شدند .نتایج، پاسخ محدود و گسترده سلولهای سوماتیک را به اشعهB- UVنشان داد .از طرفی، مقایسه پروفایل هر یک از سلولهای گونیدی و سوماتیک در شرایط القایی تیمارB- UVنسبت به یکدیگر، نشان داد که تقریبا یک سوم از ژنها( ۸۳۹۲ ژن از۲۳۷۷۸ ژن (تفاوت بیان معنیداریداشتند .برای شناسایی نحوه عملکرد هر یک از سلولها در پاسخ به تابش ،B-UVژنهای اختصاصی آنها مورد بررسی قرار گرفت .نتایج نشان داد که انتقال تراغشایی پتاسیم و هیدرولیز باند فسفو دی استرRNA در سلولهای سوماتیک غنی بودند .در حالی که در سلولهای گونیدی، ترمیم برشی عدم تطابق، بازآرایی نوکلئوزوم و کروموزوم بعد از تابشB- UVغنی شدند .فرایند بیوسنتزDNA وابسته به ،RNAپاسخ مشترک هر دو نوع سلول به تابشB- UVبود .به طور کلی هر دو نوع سلول سازوکارهای دفاعی را آغاز کردند و باعث کاهش حساسیت جلبک به این اشعه شدند .تقریبا۹۸ درصد از ژنهای با بیان متفاوت در هر دو نوع سلول بیان شدند .این امر نشان داد که ژنهای مشترک فعالیت این سلولها را کنترل میکنند و تقسیم کار ابتدایی بین این سلولها وجود دارد .به طور کلی، نتایج نشان داد که در این جلبک، تنظیم رونوشت برداری مختص نور وجود دارد .امید است یافتههای این تحقیق سبب درک بهتر مکانیسمهای پاسخگو به تابشB- UVبا مقدار کم گردد و به گسترش ترنسکریپتومهای مرجع کمک نماید
Light is an important source of energy for the photosynthetic organisms. UV-B radiation can penetrate into water deeper than other light wavelengths. Complex eukaryotic organisms evolved in response to developmental and environmental signs such as UV-B radiation through the selective expression of a specific section of the same genome in different cell types. The foundation of multicellular organisms needs genetically predefined signaling pathways in diverse cell types. Cell types should be enabled to modulate appropriate adaptive reactions in ever-changing comprehensive environment. There are limited reports on the effect of UV-B radiation on genome-wide transcriptional regulation in the multicellular green microalga. Volvox carteri possesses only two cell-types including mortal, motile somatic cells, and immortal, immotile reproductive cells. The separated reproductive and somatic cells were treated for one hour at an intensity of 0.056 mW /cm-2 UV-B radiation. Transcriptome analysis using the RNA-seq technique was carried out to investigate gene expression profile (transcriptome) between the UV-B and white light treated groups in either of the cell-types in V. carteri. Differential gene expression analysis showed that there were no differentially expressed genes in reproductive cells under treatment in comparison with stable and steady state. control group. Indeed, reproductive cell-type was maintained it However, treating the somatic cells with UV-B radiation results in 126 differentially expressed genes compared to untreated control group. So that, different pathways (i.e., PPAR signaling pathway, aminoacyl-tRNA biosynthesis, porphyrin and chlorophyll metabolism, vitamin B6 metabolism, alpha-linolenic acid metabolism) were enriched and co-regulated by UV-B irradiation via the transcriptional regulation of genes encoding key enzymes in these pathways in somatic cells. The results demonstrated a restricted and wide response in somatic cells to UV-B radiation in direct comparison with reproductive cells. As wellas, our results revealed that almost one-third of the V. carteri genes (8392 genes out of 23778 genes) were significantly differentially expressed between the two cell types in the UV-B treatment. The cell type-specific genes were examined to determine cell function in response to UV-B radiation. The results showed that in somatic cells, potassium ion transmembrane transport and RNA phosphodiester bond hydrolysis were enriched. The pathways such as mismatch repair (MMR), nucleosome assembly and chromosome assembly were enriched in reproductive cells under UV-B treatment. RNA-dependent DNA biosynthetic process was a Overall, two cell-types have initiated common response of both cells to UV-B radiation. defense mechanisms and decreased the sensitivity of alga to UV-B radiation. Almost 98 of differentially expressed genes were expressed in both cell-types. This shows that common genes control the activity of these cells. Indeed, there is the division of the initial labor between both cell-types. Overall, our results showed that there is light-specific transcriptional regulation in this organism. Hopefully the findings of this study will help to better understanding the responsive mechanisms for low-dose UV-B radiation and help to develop reference transcriptomes
Evaluation of somatic and gonidia-dependent cellular responses to UV-B radiation in the multicellular green alga Volvox carteri
اخطاری، سولماز
Ekhtari, Soulmaz
رازقی، جعفر، استاد راهنما
حسنپور، کریم، استاد راهنما
کیانیان مومنی، آرش، استاد مشاور
موافقی، علی، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
