ژنوم مرجان یک مسیر جایگزین برای بیوسنتز سیستئین را نشان می دهد



حیوانات مدل، مانند موش ها و مگس های میوه، بینش قدرتمندی در مورد نحوه عملکرد زیست شناسی سلولی در اختیار دانشمندان قرار داده اند. با این حال، حیوانات مدل واقعاً فقط یک راهنما هستند، و تعمیم یافته‌ها در بین حیوانات از مطالعه مجموعه‌ای از ارگانیسم‌های مدل می‌تواند خطرناک باشد.

سیستئین یک اسید آمینه مهم است که در چندین فرآیند بیولوژیکی از جمله متابولیسم و ​​سنتز پروتئین استفاده می شود. در حیوانات، بیوسنتز سیستئین به طور انحصاری از طریق مسیر ترانس سولفوراسیون، با آنزیم سیستاتیونین بتا سنتاز (CBS) به عنوان یک بازیکن کلیدی ایجاد می‌شود. با این حال، تحقیقات قبلی نشان داد که CBS ژن در مرجان های این جنس از بین رفته بود آکروپورا. پیشنهاد این بود که این مرجان ها خودشان نمی توانند سیستئین تولید کنند و برای دریافت آن باید به روابط همزیستی با جلبک ها تکیه کنند.

“ما در جستجوی بیوسنتز سیستئین نبودیم آکروپورادکتر اکتاویو سالازار، که بر روی یک پروژه صندوق مشارکت مرکز با محقق اصلی مانوئل آراندا از KAUST و همکارانش از موسسه علوم دریایی استرالیا کار می کرد، می گوید: “ما در حال تولید یک ژنوم با کیفیت بالا از مرجان بودیم. آکروپورا لوریپس به عنوان یک منبع ژنومی با ارزش برای تحقیقات آتی.”

با تکمیل ژنوم با وضوح بالا، تیم تصمیم گرفت ببیند که آیا آنها می توانند تایید کنند که این ژنوم CBS ژن در واقع گم شده بود. سالازار نتوانست هیچ نشانه ای از ژن را در محلی که قرار بود قرار بگیرد پیدا کند، اما او و همکارانش متقاعد نشده بودند که مرجان هیچ راه دیگری برای سنتز سیستئین ندارد.

سالازار می‌گوید: «من شروع به جستجوی ژنوم برای یافتن ژن‌هایی کردم که آنزیم‌هایی را کد می‌کنند که شبیه به مسیرهای شناخته‌شده بیوسنتز سیستئین، مانند آن‌هایی که در قارچ‌ها و باکتری‌ها یافت می‌شوند، به نظر می‌رسند. من از یافتن دو آنزیم در مرجان با شباهت به مسیر بیوسنتز سیستئین جایگزینی که اخیراً در قارچ‌ها شناسایی شده بود، شگفت‌زده شدم.

برای تایید اینکه آنزیم های کدگذاری شده توسط این ژن های مرجانی می توانند سیستئین را سنتز کنند in vivoمحققان از جهش‌یافته‌های مخمری بدون قابلیت بیوسنتز سیستئین استفاده کردند و به آن‌ها اطلاعات مربوطه را دادند. آکروپورا ژن ها جهش یافته ها شروع به تولید سیستئین کردند.

علاوه بر این، تیم KAUST دریافتند که هر دو ژن در ژنوم همه گونه‌های جانوری به استثنای مهره‌داران، بندپایان و نماتدها وجود دارند. سه گروه دقیق که رایج ترین موجودات مدل حیوانی از آنها می آیند.

آراندا می‌گوید: «این مطالعه ارزش حفظ ذهنی باز را هنگام مطالعه موجودات زنده ثابت می‌کند. “گاهی اوقات دانش می تواند شما را در یک جعبه قرار دهد؛ اگر داده ها را فقط با استفاده از آنچه فکر می کنید می دانید تجزیه و تحلیل کنید، ممکن است چیزی را از دست بدهید. آکروپورا ژنوم برای مطالعات آینده بسیار ارزشمند خواهد بود و چه کسی می‌داند، می‌تواند جزئیات غیرمنتظره دیگری را در این راه فاش کند.”

منبع:

دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله (KAUST)

مرجع مجله:



منبع