ریز RNA های محافظت شده و ژن های هدف آن در Quercus infectoria

بلوط گال زا (Quercus infectoria) یکی از گونه های کمیاب با خواص دارویی  کاربردی از خانواده بلوط است. مطالعات مختلف وجود متابولیت‎های ثانویه متعدد با خواص درمانی را در این درخت تایید کرده اند. با وجود اهمیت این گیاه، ساختار ژنتیکی آن مبهم باقی مانده است. بنابراین شناخت ساختار ژنتیکی این گیاه می تواند بینش ارزشمندی در مورد کاربردهای بالقوه آن در صنایع مختلف ارائه دهد. ریز RNAها یکی از مهم ترین عناصر ژنتیکی هستند که در بیوسنتز متابولیت های مهم در گونه های مختلف گیاهی نقش موثری دارند. علی رغم نقش مهم ریز RNAها در گیاهان، تا به امروز هیچ عضوی از این عناصر تنظیمی کوچک در Q. infectoria گزارش نشده است. بنابراین، در مطالعه حاضر، پس از توالی یابی و سرهم بندی نوپدید پروفایل بیانی Q. infectoria، اقدام به شناسایی ریز RNAهای محافظت شده گردید. بدین منظور از برگ و ریشه درختان بلوط گال زا در منطقه شینه قلایی و نهال های دوساله در خرم آباد نمونه برداری شد. برای استخراج RNA کل از روش Djami-Tchatchou استفاده شد. پس از توالی یابی RNA با استفاده از پلتفرم Illumina HiSeq 2500 و کیفیت سنجی خوانش های ایجاد شده، توالی آداپتورها حذف و خوانش های با کیفیت بالا با استفاده از بسته نرم افزاری Trinity سرهم بندی شدند. برای شناسایی ریز RNAها و ژن های هدفشان، تمام توالی های ریز RNA گیاهی از پایگاه داده miRbase دانلود شدند. الگوریتم BLASTn برای شناسایی بالاترین شباهت بین یونی ژن ها و ریز RNAهای بالغ گیاهی مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، BLASTx برای جستجوی پایگاه داده پروتئین های غیر تکراری برای حذف یونی ژن های کدکننده پروتئین استفاده شد. بررسی پیش بینی ساختار دوم ریز RNA شامل ارزیابی شباهت بین ژن های بالقوه و توالی های ریز RNA بالغ با استفاده از ابزارتحت وب mfold صورت گرفت. شناسایی ژن های هدف ریز RNA و هستی شناسی ژن به ترتیب با استفاده از ابزار تحت وب psRNAtarget و نرم افزار OmicsBox انجام شد. پس از پالایش دقیق و سختگیرانه، چهار ریز RNA متعلق به خانواده های ریز RNAهای حفاظت شده، از جمله qin-miR156، qin-miR399، qin-miR160 و qin-miR172 شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل مسیر KEGG نشان داد که ژن های هدف در مسیر چرخه سیترات نقش دارند. بررسی ژن های هدف ریز RNAها در Q. infectoria و تجزیه و تحلیل شبکه برهم کنشی آن ها، در نهایت به شناسایی سه ژن هاب منجر شد. ژن های هدف ریز RNAهای شناسایی شده با بیوسنتز گروه های آنزیمی مختلف مرتبط بودند، که نشان می دهد اکثر ریز RNAها هیدرولازها، ترانسفرازها و اکسیدوردوکتازها را تنظیم می کنند. با توجه به نقش ریز RNAها در تنظیم بیان عوامل رونویسی و تاثیر آن ها بر ژن های دخیل در بیوسنتز متابولیت های ثانویه، می توان از پتانسیل چنین عناصر تنظیمی به عنوان راهنما و کلید در برنامه های بهنژادی بلوط گال زا بهره برد.