Function Linkage Analysis and Regulatory Network Reconstruction of Starch Related Genes Based on the 2nd-Order Expression Analysis

Name: Wuttichai Mhuantong

keyword: Functional Linkage Analysis

Abstract: Up to now, the global view of all plant genes affecting starch biosynthesis process in plant has yet to be fully understood because previous studies have mainly focused on genes in starch metabolism only. Hence, my work attempts to identify genes that are functionally linked to known starch genes and reconstruct the regulatory network of those genes. To achieve this goal, the 2nd-order expression analysis and various bioinformatics tools have been applied to analyze the functional linkage and reconstruct the regulatory network of starch related genes. By analyzing sets of microarray data of Arabidopsis thaliana, 8 genes in starch metabolism have been found to functionally link to 21 genes in other 12 metabolisms such as glutathione, purine, and galactose metabolisms. This result implies that those genes might affect the starch biosynthesis process. The result from the starch regulatory network reconstruction consists of clusters of genes that are regulated by the same transcription factors and their correlations across the gene clusters. Ten clusters of genes are likely controlled by two transcription factors. These results indicate that some genes in the starch and other metabolisms may be regulated by the same transcription factors and expressed together at the same time. This set of the starch related genes can be used as a starting point to expand the scope of starch metabolism study. Moreover, the procedure for functional linkage analysis and regulatory network reconstruction established in this study can also be applied to study other metabolisms.

Abstract: ปัจจุบันแม้จะมีการศึกษาถึงกระบวนการสร้างแป้งกันอย่างกว้างขวาง แต่ก็ยังไม่สามารถทำให้เข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการสร้างแป้งได้อย่างพอดี เนื่องจากการศึกษาได้เน้นไปยังยีนในกระบวนการเมตาบอลิซึมของแป้งเท่านั้น ดังนั้นเป้าหมายในการศึกษาครั้งนี้ คือการศึกษาหาความสัมพันธ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแป้งกับยีนที่อยู่ในเมตาบอลิซึมอื่นๆ โดยอาศัยวิธีการที่เรียกว่า 2nd-order expression analysis กับข้อมูลไมโครอาร์เรย์ของพืช Arabidopsis thaliana ซึ่งวิธีดังกล่าวสามารถที่จะหาความสัมพันธ์ของยีนโดยมีระดับการแสดงออกที่แตกต่างกันได้ นอกจากนี้ยังได้ประยุกต์ใช้วิธีดังกล่าวในการสร้างเครือข่ายควบคุม เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับทรานสคริปชันแฟคเตอร์ จากการประยุกต์ใช้วิธีดังกล่าวพบว่ายีนแป้งจำนวน 8 ยีนมรความสัมพันธ์กับยีนอื่นๆจำนวน 21 ยีนใน 12 เมตาบอลิซึม อาทิ เมตาบอลิซึมของกลูทาไทโอน เมตาบอลิซึมของเพียวรีน และเมตาบอลิซึมของน้ำตาลกาแลคโตส เป็นต้น ซึ่งผลจากการศึกษาดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงยีนที่อยู่นอกเหนือจากเมตาบอลิซึมของแป้งอาจมีผลต่อกระทบต่อกระบวนการแป้ง ส่วนผลจากการสร้างเครืองข่ายควบคุมได้แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างทรานสคริปชันแฟคเตอร์กับยีน พบว่ายีนจำนวน 10 กลุ่มถูกควบคุมด้วยทรายสคริปชันแฟคเตอร์หนึ่งชนิด และอีก12 กลุ่มถูกควบคุมด้วยทรานสคริปชันแฟคเตอร์สองชนิด ผลจากการศึกษาทั้งสองขั้นตอนแสดงให้เห็นว่าบางยีนในเมตาบอลิซึมของแป้งกับยีนในเมตาบอลิซึมอื่นๆ อาจถูกควบคุมโดยทรานสคริปชันแฟคเตอร์ตัวเดียวกันและอาจแสดงออกในเวลาเดียวกัน ซึ่งผลจากการศึกษาครั้งนี้สามารถนำไปใช้เป็นจุดเริ่มต้น ในการขยายขอบเขตการศึกษายีนทั้งหมดที่มีผลต่อกระบวนการสร้างแป้ง นอกจากนี้ขั้นตอนการวิเคราะห์ความสัมพันธ์และการสร้างเครือข่ายควบคุมในการศึกษาครั้งนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการศึกษาเมตาบอลิซึมอื่นๆ ได้อีกด้วย

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Duangdao Wichadakul

Role: Advisor

Created: 2008

Modified: 2012-02-07

Issued: 2553-02-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: BIF55

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Bioinformatics

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	BIF55.pdf	2.18 MB	6	2018-11-30 10:24:26
2	BIF55ab.pdf	105.96 KB	3	2018-05-10 23:39:33

ใช้เวลา

0.031321 วินาที