Molecular analysis of plant proteins that are involved in the regulation of transcriptional gene silencing

การศึกษาโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมการถอดรหัสของยีนที่ไม่แสดงออกในพืชที่ผ่านการถ่ายยีน

Name: Chotika Smathajitt

MeSH: Chromatin

MeSH: DNA Methylation

MeSH: Gene Silencing

Abstract: Metastable silencing and activation of gene transcription crucial for differentiation and environmental adaptation in multicellular eukaryotes are controlled by complex epigenetic mechanisms. Although the exact molecular mechanisms underlying epigenetic modifications are not yet known, they involve complex interplays between DNA methylation, chromatin remodeling, and histone modifications. Transcriptional gene silencing (TGS) is an example of epigenetic gene regulation. This work aimed to study the role of proteins that are involved in maintenance of TGS. Previous study isolated the TGS regulator required for its maintenance in Arabidopsis, MOM1 (Morpheus’ Molecule1), which seems to function independent of DNA methylation changes. The amino acid sequence analysis reveals two domains with homologies to the half-helicases of SWI2/SNF2 ATPase and chicken tensin, respectively. This raises the possibilities of complex formation between MOM1 and yet unidentified partners. We identified MOM1 interacting partners by yeast twohybrid screening of Arabidopsis cDNA expression library using MOM1 regions covering both conserved domains as baits. We examined two candidates, SWI3A and DAD1 in detail. SWI3A is a subunit of the SWI/SNF chromatin remodeling complex. DAD1 is an unknown protein with homology to proteins in other organisms across the kingdoms. We showed that both proteins play an essential role in Arabidopsis since homozygous mutant plants for each insertion were lethal. The specific interaction between MOM1 and DAD1 was further confirmed by in vitro pull-down assay. The functional relationship between MOM1 and the candidates was studied by the assessment of the release of TGS in lines carrying T-DNA insertions in the genes in question. Furthermore DNA methylation status and nuclear architecture were examined in these mutant lines. Currently, we can conclude that the two proteins interact with MOM1 and that both have functional importance during early development in Arabidopsis. The relevance of the two proteins in TGS requires further investigations using conditional mutant strains which are currently being constructed. This investigation into proteins involved in TGS may provide important basic knowledge of the underlying the control of epigenetic regulation in plants.

Abstract: พืชมีกลไกที่ซับซ้อนในการควบคุมการแสดงออกของยีน กลไกหนึ่งที่มีความสำคัญคือการควบคุมที่ระดับการถอดรหัสของยีน ถึงแม้ว่าการศึกษาการแสดงออกของยีนในระดับชีววิทยา โมเลกุลนั้นจะมีการศึกษากันอย่างกว้างขวาง แต่กระบวนการในการควบคุมระดับการแสดงออกของยีนก็ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด โปรตีนชนิดหนึ่งที่มีส่วนสำคัญในการควบคุมการแสดงออกของยีนที่ระดับการถอดรหัสคือ MOM1 เป็นที่น่าสนใจว่าการคงบคุมการแสดงออกของยีนโดย MOM1 นั้นไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่ระดับดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นรวมไปถึงไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่โปรตีนฮีสโตน จากการวิเคราะห์ลำดับกรดอะมิโน พบว่า MOM1 มีแนวโน้มที่จะทำงานร่วมกับโปรตีนอื่น ๆ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะศึกษาบทบามของโปรตีนที่มีส่วนควบคุมการแสดงออกของยีนในระดับกระบวนการถอดรหัสร่วมกับ MOM1 จากการศึกษาโดย yeast two-hybird system พบโปรตีนหลายชนิดที่อาจมีส่วน ในการควบคุมการแสดงออกของยีนร่วมกับ MOM1 ผู้ทำการวิจัยได้ทำการวิเคราะห์ยีนสองชนิดอย่างลึกซึ้ง คือ SWI3A และ DAD1 จากการวิเคราะห์พืชที่มีมิวเตชั่นที่ยีน SAI3A และDAD1 พบว่ายีนทั้งสองชนิดมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช เพราะพืชไม่สามารถมีชีวิตรอดได้หากพืชนั้นมีโฮโมไซกัสมิวเทชั่น จากผลการวิจัยสามารถกล่าวได้ว่า โปรตีนทั้งสองชนิดนั้นสามารถสร้าง complex กับ MOM1 อย่างไรก็ดีความสำคัญและหน้าที่ของโปรตีนทั้งสองชนิดยังจำเป็นที่จะต้องทำการศึกษาต่อไป ผลการทดลองที่ได้นี้จะนำไปสู่ความเข้าใจในพื้นฐานของกระบวนการควบคุมการแสดงออกของยีนในระดับ epigenetic ในพืช

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Jarunya Narangajavana

Role: Thesis Advisors

Created: 2004

Modified: 2553-06-15

Issued: 2010-06-02

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740444482

CallNumber: TH C551m 2004

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biotechnology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4236957.pdf	12.97 MB	28	2019-12-04 17:10:55

ใช้เวลา

0.257355 วินาที