شناسایی، جداسازی و بررسی خصوصیات خانواده ژنی دیفنسین در گیاه عدس (Lens culinaris L.)

دیفنسین های گیاهی، خانواده ای از پپتیدهای ضد میکروبی کاتیونی غنی از سیستئین هستند. این پپتیدها مولکول هایی کوچک با وزن مولکولی 5 تا 7 کیلودالتون هستند که دارای هشت اسید آمینه سیستئین محافظت شده بوده که در ایجاد پل های دی سولفیدی نقش دارند. در مطالعه حاضر با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی، خانواده ژنی دیفنسین از گیاه عدس جداسازی و تعیین خصوصیت شد. به این منظور تمام توالی های نوکلئوتیدی مربوط به ژن های دیفنسین گیاهان دو لپه ای (583 توالی) از بانک ژن دریافت شد. توالی های دریافت شده، علیه کتابخانه EST گیاه عدس (9539 مورد EST) همردیف و نتایج حاصل با هم مخلوط و سر هم بندی شدند. قطعات سرهم بندی شده (کانتیگ ها) و قطعات غیر سر هم بندی شده (سینگلتون ها) با استفاده از BLASTn، علیه پایگاه داده nr همردیف شدند. کانتیگ ها و سینگلتون های حاصل، برای وجود چارچوب خوانش باز کامل، دمین های عملکردی، سیگنال پپتید، محل تجمع سلولی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی، فراوانی اسیدهای آمینه، فعالیت ضد میکروبی و الگوی بیان مورد بررسی بیشتر قرار گرفتند. در نهایت با استفاده از واکنش PCR توالی کد کننده کامل دیفنسین ها تکثیر و به صورت آزمایشگاهی تایید شد. نتایج، وجود 6 کانتیگ که حاوی چارچوب های خوانش باز به طول 222 تا 228 جفت باز بودند را مشخص کرد. توالی پروتئینی دیفنسین های شناسایی شده، حاوی دمین عملکردی Knot1 (Gamma-thionin) بود. این دیفنسین ها دارای سیگنال پپتید بودند و تجمع خارج سلولی داشتند. به علت فراوانی بالای اسیدهای آمینه آبگریز، دیفنسین های شناسایی شده آبگریز بوده و ساختارهای ثانویه پیچیده ای تولید می کردند. نتایج آنالیز ضد میکروبی in silico، فعالیت ضد میکروبی بالا را در دیفنسین های جداسازی شده نشان داد. آنالیز بیان ژن in silico، الگوی متفاوتی از بیان را برای دیفنسین ها نشان داد. شناسایی توالی کد کننده ژن های ضد میکروبی و بررسی خصوصیات آن ها اولین قدم در مهندسی ژنتیک است. در این پژوهش برای اولین بار، توالی کد کننده کامل 6 ژن از ژن های خانواده دیفنسین از گیاه عدس جداسازی شد و ساختار و ویژگی ها و الگوی بیانی آن ها مشخص شد.