Breaking News

Breaking

Post Top Ad

Your Ad Spot

Thursday, March 10, 2022

اكتشاف "العمل الجماعي" الجزيئي الكامن وراء امتصاص النترات في طحلب أحمر وحيد الخلية

اكتشاف

الائتمان: طوكيو تك

النيتروجين عنصر أساسي لنمو النبات وتطوره. تأخذ النباتات عمومًا النيتروجين من بيئتها في شكل نترات أو أمونيوم وتستوعبها في الأحماض الأمينية بمساعدة منتجات جينات امتصاص النترات أو الأمونيوم ، على التوالي. تنظم عوامل النسخ (TFs) هذا النشاط ، مع تعديل معدل امتصاص النترات اعتمادًا على التغيرات في مستويات النيتروجين. في حالة نقص النيتروجين ، تنظم هذه الصناديق بشكل إيجابي التعبير عن جينات امتصاص النترات.

وينطبق الشيء نفسه على Cyanidioschyzon merolae ، وهو طحلب أحمر وحيد الخلية ، والذي يعمل كنموذج ممتاز للكائنات العضوية العليا الضوئية لدراسة النسخ. بينما من المعروف أن TF المسمى “CmMYB1” مسؤول عن النسخ جينات الاستيعاب في حالة نضوب النيتروجين ، آلية ذلك في ظل حالة مليئة بالنيتروجين (+ N) غير واضحة.

لمعالجة هذا اللغز ، في دراسة نشرت في الحدود في علوم النبات، قام فريق من الباحثين من معهد طوكيو للتكنولوجيا (Tokyo Tech) ومعاهد أخرى باستكشاف الآليات الجزيئية التي تتحكم في تنظيم CmMYB1 في C. merolae تحت ظروف + N. “استنادًا إلى دراساتنا السابقة ، كنا ندرك بالفعل أن نشاط CmMYB1 مرتبط بمنطقة تنظيمية في حد ذاته و / أو بروتين (بروتينات) ملزمة لـ CmMYB1 ، وبالتالي حاولنا التعرف عليه” ، يوضح البروفيسور سوسوكي إمامورا ، القائد باحث الدراسة.

للقيام بذلك ، تم إنشاؤها أولاً جيم ميرولا سلالات مع سم تم التخلص منها وتحويلها باستخدام البلازميدات التي تحتوي على سلاسل مبتورة مختلفة من CmMYB1. بعد ذلك ، حددوا تسلسل CmMYB1 بين المواضع 311-380 كمنطقة رئيسية مسؤولة عن تقليل تنظيم جينات استيعاب النترات تحت حالة + N ، مما يمنع النسخ نتيجة لذلك. أشارت التحليلات الإضافية المستندة إلى تفاعلات سلسلة البوليميراز الكمية إلى زيادة مستويات النسخ لهذه الجينات في السلالة التي تفتقر إلى المنطقة الرئيسية لـ CmMYB1 تحت شرط + N. لقد وصفوا هذا التسلسل الجديد بأنه “المجال السلبي” (ND) لـ CmMYB1.

علاوة على ذلك ، وجدوا أن ND يتحكم في التوطين الخلوي وقدرة الربط المحفزة لـ CmMYB1 تحت شرط N +. أكدت تحليلات الترسيب المناعي للكروماتين دور ND في تقليل السعة الملزمة لـ CmMYB1 إلى مناطق محفز لجينات استيعاب النترات تحت حالة N +.

عندما أصبح دور ND أكثر وضوحًا ، قرر الفريق تحديد البروتينات المشاركة في تنظيمه. للقيام بذلك ، قاموا ببناء سلالة ND overexpressing ، وأجروا تحليلات الترسيب المناعي وقياس الطيف الكتلي للحصول على قائمة ببروتينات ربط ND المحتملة بالتعاون مع محققين من جامعة توهوكو. أخيرًا ، من خلال تحليل الخميرة ثنائية الهجين ، حددوا بروتينًا جديدًا له وظيفة غير معروفة ، يُدعى “CmNDB1” ، والذي يتفاعل مع ND لـ CmMYB1.

من خلال العديد من التحليلات باستخدام سلالة خروج المغلوب CmNDB1 ، اكتشفوا أن حذف CmNDB1 أدى إلى توطين نووي لـ CmMYB1 وتقليل قدرة ربط المحفز لـ CmMYB1 تحت شرط + N. علاوة على ذلك ، اكتشفوا أن حذف CmNDB1 يزيد من نسخ جينات امتصاص النترات تحت حالة N +.

باختصار ، يتحكم كل من ND و CmNDB1 سلبًا في نشاط CmMYB1 تحت حالة + N ، ويسهل توطينه في السيتوبلازم ، وقمع ارتباطه بالمناطق المحفزة لجينات استيعاب النترات لتقليل تنظيم نسخها. من خلال مناقشة الآثار المترتبة على هذه النتائج ، يقول البروفيسور إمامورا: “إن دراستنا هي أول دراسة تكشف الآليات الكامنة وراء تنظيم نسخ جينات استيعاب النترات تحت حالة + N. يمكن أن تساعد هذه النتائج المبتكرة بشكل كبير في تقدم البحث في هذا المجال. “

كان تحديد المنطقة الحرجة ND من CmMYB1 وبروتين CmNDB1 من المعالم الرئيسية التي ساعدت على فهم تنظيم امتصاص النترات في C. merolae. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات ، مثل التحقيق في التعديلات اللاحقة للترجمة لـ CmMYB1 و / أو CmNDB1 لفهم تنظيم استيعاب النترات ليس فقط في هذه الطحالب الحمراء ولكن أيضًا في الكائنات الحية الأخرى التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي.

من خلال ثروة المعلومات التي توفرها هذه الدراسة ، سيكتسب الباحثون بالتأكيد فهمًا أفضل للوظائف والآليات الجزيئية المهمة في النباتات.


كيف النترات تنظم التعبير الجيني في البقوليات


معلومات اكثر:
ينظم CmNDB1 ومجال محدد من CmMYB1 سلبًا النسخ المعتمد على CmMYB1 لجينات استيعاب النترات في حالة مليئة بالنيتروجين في طحلب أحمر وحيد الخلية ، الحدود في علوم النبات (2022). DOI: 10.3389 / fpls.2022.821947

الاقتباس: اكتشاف “العمل الجماعي” الجزيئي لاستيعاب النترات في طحلب أحمر وحيد الخلية (2022 ، 11 مارس) تم استرداده في 11 مارس 2022 من https://phys.org/news/2022-03-molecular-team-work-underlying-nitrate -assimilation.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

No comments:

Post a Comment

Powered by Blogger.

Search This Blog

Post Top Ad