اسید فسفاتازها هیدرولیز پیوند فسفو استری انواع مختلفی از گهرمایه ها در ph اسیدی را کارگشایی می کنند. این آنزیم ها نقش اصلی را در تامین فسفات مورد نیاز سلول دارند و این نقش را از طریق جذب (absorption)، گردش (recycling) و جمع آوری (scavenging) این عنصر از منابع فسفات بیرون و درون سلول ایفا می کنند که در گیاهان به عنوان موجوداتی ثابت اهمیت خاصی دارد. بررسی آماری و معنی دار شدن تفاوت های میانگین های شاخص های مورفولوژیک مانند وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، طول ریشه اصلی، طول و تعداد ریشه های جانبی و تعداد ریشه های مویی در آرابیدوپسیس تالیانا حاکی از آن است که از نظر فسفات در دسترس و نحوه پاسخ گیاه به آن چهار حالت قابل تعریف است: فقدان فسفات، کمبود فسفات، فسفات کافی و فسفات اضافی. اندازه گیری میزان pi محلول، p کل و فعالیت فسفاتازی در ریشه و ساقه گیاهان تحت تیمار نشان داد که کاهش فسفات محیط منجر به کاهش pi محلول و p کل گیاه شده و فعالیت فسفاتازی کل همواره بالاتر بوده است. در بررسی های زمانی مشخص شد در فقدان فسفات افزایش فعالیت فسفاتازی در تیمار 3 روز و 21 روز در بیشترین مقدار خود است. همچنین بررسی تاثیر غلظت های متفاوت فسفات در محیط کشت نشان داد میزان فسفات آزاد سلولی دامنه تغییرات محدودی دارد و فسفات اضافی بیشتر در اندام هوایی ذخیره می شود و برای تنظیم هموستازی فسفات آزاد در مواقع ضروری به کار گرفته می شود. گیاه آرابیدوپسیس دارای 58 ژن رمزکننده اسید فسفاتاز است که به 5 گروه اسید فسفاتازهای بنفش (29 ژن)، اسید فسفاتازهای گروه had (12 ژن)، فسفو لیپید فسفاتازها (12 ژن)، هیستیدین فسفاتازها (3 ژن) و اسید فسفاتازهای sure (2 ژن) تعلق دارند. بیشتر اسید فسفاتازهای گیاه دارای محصول پیرایشی متعددی نیز می باشند. بررسی جمعی بیان اسید فسفاتازهای گیاه آرابیدوپسیس در تیمار غلظت های مختلف فسفات در ریشه و ساقه نشان داد که در حضور غلظت های مختلف فسفات برخی از ژن ها در ریشه و اندام هوایی رفتارهای بیانی مشابهی دارند و در خوشه های بیانی مشابهی قرار می گیرند. به طوری که از نظر الگوی بیان، این ژن ها در ریشه به پنج گروه و در اندام هوایی به دو گروه قابل تقسیم هستند. بررسی بیان اسید فسفاتازها در طول زمان کشت در شرایط بدون فسفات و با 5 میلی مولار فسفات نشان داد که طول زمان تنش نیز در نحوه پاسخ اسید فسفاتازها تاثیر دارد. بر اساس الگوی زمانی بیانی نیز ژن های اسید فسفاتاز در ریشه و اندام هوایی به چندین گروه قابل تقسیم هستند. این بررسی نیز نشان داد که تنها معدودی از ژن ها رفتارهای بیانی مشابهی در ریشه و اندام هوایی دارند و یا در خوشه های بیانی مشابهی قرار می گیرند. با استفاده از دودمان های خالص جهش یافته ژن های pap7، pap9، pap17، pap18، pap21 و pap26 مشخص شد که در بیشتر موارد بین اسید فسفاتازها رابطه جبرانی بین اعضای هم خوشه وجود دارد، گرچه در این رابطه جبرانی هم خوشه بودن شرط لازم نیست. همچنین استفاده از دودمان های تراریخت با بیان فراوان ژن های pap7، pap17، pap18 و pap26 نیز این موضوع را تایید کرد. بررسی توالی های پیش بر ژن های اسید فسفاتاز نشان داد که بین نوع و فراوانی موتیف های پاسخ دهنده به فسفات و نحوه بیان ژن ها در شرایط مورد آزمایش تا حدی همبستگی وجود دارد. زیرا خوشه بندی ژن های اسید فسفاتاز بر اساس الگوی بیان در غلظت های متفاوت فسفات و نیز خوشه بندی بر اساس نوع و تعداد موتیف های پاسخ دهنده به فسفات با یکدیگر قابل مقایسه بوده و تا 70 درصد شباهت بین آن ها وجود دارد. بررسی بیان ژن ها در تنش های شوری، سرما، گرما، تیمار با قارچ و نیز استفاده از کیتین بعنوان الیسیتور نشان داد که الگوی بیان ژن های اسید فسفاتاز در اثر عوامل فوق به طور متمایزی تغییر می کند. گرچه در بیشتر موارد بین تعداد نگاره و نحوه بیان ژن ارتباطی وجود ندارد، ولی در مورد حضور موتیف های شناخته شده برای تنش های زیستی و نحوه پاسخ ژن ها به عوامل بیماریزا می توان چنین ارتباطی را استنباط کرد. همچنین خوشه بندی سلسله مراتبی پیش بر ژن های اسید فسفاتاز با استفاده از موتیف های شناخته شده برای پاسخ به تنش های غیر زیستی نشان داد که بین خوشه بندی ژن ها بر اساس داده های بیان و نیز خوشه بندی بر اساس حضور و تکرار و نوع موتیف های پاسخ دهنده به شرایط محیطی کمتر از 50 درصد شباهت وجود دارد.

چکیده رویکرد جدید محققین پس از مواجهه با مشکلات استفاده از سلول های بنیادی جنینی و بالغ در درمان، القای پرتوانی در سلول های سوماتیک است که با انتقال چهار فاکتور oct3/4، sox2، klf4 و c-myc انجام می گیرد. هدف از انجام این پروژه، تهیه و کلون نواحی رمزکننده این ژن ها از سلول های مرحله جنینی موش و انتقال آنها به ناقل های پستانداری برای انجام تحقیقات در خصوص تولید سلول های بنیادی القایی و زمینه های مشابه بود. عدم امکان دسترسی به این سازه ها و از طرف دیگر نیاز به راه اندازی و انجام یک سری تکنیک های سلولی و مولکولی در گروه، ما را بر آن داشت تا با پی ریزی تدریجی (علمی و تکنیکی) و تهیه این فاکتورها به طور بومی در زمینه ورود به بحث پرتوانی گام برداریم. برای انجام این کار، پس از جدا کردن جنین های موش در مرحله بلاستوسیست و مرحله 5/12 روزگی و همچنین کشت سلول های بنیادی جنینی، محتوای rna آن ها جدا شده و با روش rt-pcr ، منبع cdna از آن ها تهیه شد. سپس با پرایمرهای اختصاصی و بهینه کردن شرایط، cdna چهار فاکتور تهیه و در ناقل مناسب با ترانسفورماسیون باکتری، همسانه سازی شد. سپس جهت اطمینان از صحت توالی تعیین سکانس شده و پس از آن cdna هر فاکتور از ناقل تکثیری جدا شده و در ناقل بیانی مناسب پستانداری همسانه سازی گردید. پس از انجام اهداف این پروژه و ثبت پلی مورفیسم جدیدی از klf4 در پایگاه ncbi، بیان پروتئینی این فاکتورها نیز پس از ایجاد سازه ژنتیکی همراه با egfp برای klf4، با لیپوفکشن سلول های nih3t3 با این فاکتورها به طور جداگانه و انجام تکنیک های rt-pcr و ایمنوسیتوشیمی اثبات گردید. دیگر فاکتور پرتوانی به نام نانوگ نیز با روش های راه اندازی شده همسانه سازی شد.

فسفر یکی از کلیدی ترین مواد در سوخت و ساز, تولید انرژی و بیوسنتز اسیدهای نوکلئیک و غشا است و نقش مهمی درتنظیم فتوسنتز, تنفس, متابولیسم و رشد گیاهان بازی می کند و نیز, محتوای ساختاری بسیاری از مولکول های زیستی مهم از قبیل atp, نوکلئیک اسیدها و فسفولیپیدها و قند-فسفات ها را تشکیل می دهد. گیاهان فقط قادر به جذب یون فسفات آزاد حاصل ازتجزیه ترکیبات فسفات آلی و معدنی می باشد. بهره گیری و استفاده موثر از فسفات آلی نیازمند فعالیت مجموعه ای ازآنزیم ها موسوم به فسفاتازها می باشند. اسیدفسفاتازهای ارغوانی(pap) (ec 3.1.3.2) آنزیم های متالوفسفواسترازی هستند که پیوندهای هیدرولیز فسفات را در گستره وسیعی از سوبستراها در محدوده ph اسیدی کاتالیز می کنند. atpap7 یکی از آنزیم های مهم و القا پذیر در تنش فسفات است که دارای وزن مولکولی پایین می باشد و بیان آن در شرایط فقدان فسفات القا می شود. بیان فراوان atpap7 منجر به افزایش فعالیت فسفاتازی, ذخایر فسفات و افزایش بیوماس در گیاهان تراریخت آرابیدوپسیس گردید. همینطور افزایش 33 درصدی در فعالیت فسفاتازی, افزایش قابل توجه در بیوماس وذخایر فسفات در گیاهان جهش یافته نسبت به گیاهان طبیعی بسیار قابل توجه بود. جالب توجه است که این تغییرات معنی دار درنتیجه فعالیت سایر اسیدفسفاتازهاست که بیان گر وجود شبکه ارتباطی برای حفظ هموستازی فسفات در بین آن ها می باشد. از طرف دیگر ما شاهد رشد بیشترو دوره بذر دهی کوتاه تر در گیاهان جهش یافته نسبت به گیاهان طبیعی بودیم. افزایش بیوماس در گیاهان جهش یافته در شرایط کمبود فسفات و همین طور گیاهان تراریخت بیش بیانی نوید بخش کاهش آلودگی و کاهش در هزینه مصرف بی رویه کودهای فسفاته است.

در پژوهش حاضر، نقش عوامل رونویسی به عنوان تنظیم کننده های الگوی بیان در 45 مرحله مختلف نموی گیاه آرابیدوپسیس به روش فازی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور با بکارگیری نرم افزار geneexpress1.0 (بر مبنای الگوریتم fcm)، بررسی بیان ژن ها و خوشه بندی در دوفاز انجام شد. در فاز اول ژن های 52 خانواده عوامل رونویسی از نظر میزان بیان (از لحاظ مقدار) بررسی، و به خوشه های مجزا تقسیم بندی شدند. سپس برای هر خوشه نمودار الگوی بیان بدست آمد. بطور خلاصه، الگوی بیان تمامی 1624 ژن عامل رونویسی در مراحل نموی در قالب 10 خوشه دسته بندی شدند. بعلاوه، به جهت شناسایی برهمکنش های موجود در ژن-های هر خوشه از پایگاه اطلاعاتی دانشگاه تورنتو استفاده شد. مطابق با نتایج، ژن های دارای بالاترین میزان برهمکنش به عنوان ژن های موثر در تدوین نقشه نمو آرابیدوپسیس ارائه شدند.از نتایج این پژوهش می توان جهت پیش بینی هایی در خصوص تغییرات ژنی حاصل از جهش یا بیماری و یا دستکاری های ژنتیکی بهره گرفت.

امکان تولید پروتئین های نوترکیب یا مولکول های آلی ارزشمند در گیاهان مزایای فراوانی می تواند داشته باشد ولی نمونه های موفق تجاری تولید در گیاهان بسیار اندک است. یکی از دلایل این عدم موفقیت، بیان پایین ژن خارجی در گیاهان می باشد. جهت افزایش بیان در گیاهان، ایجاد یک سیستم بیانی بهینه در سطح رونویسی و ترجمه، مورد نیاز است. جهت تولید در سیستم های گیاهی، اولین قدم ساخت و انتخاب سازه بیانی مناسب آن گیاه است به طوری که در تقابل مثبت با عوامل ترانس گیاه بوده و باعث افزایش بیان شود. در این حوزه انتخاب ناحیه غیرترجمه شونده مناسب گیاه، نسبت به دیگر رویکردهای افزایش بیان کمتر مورد توجه قرار گرفته است در حالی که گزارش های موجود نشان از افزایش قابل توجه بیان در حضور برخی utrها می باشد. ویژگی های مثبت بذر جو مثل مقدار اندک متابولیت های ثانویه فقدان اندوتوکسین و پروفایل پروتئینی ساده در کنار سایر ویژگی های عمومی دانه های غلات، گیاه جو را کاندید مناسبی برای تولید پروتئین های نوترکیب و فرآیندهای استخراج و خالص سازی آنها می کند. با توجه به اهمیت بررسی in vivo کارایی سازه های دارای توالی های utr برقراری سیستمی آسان برای سنجش سازه های بیانی در گیاه جو دارای اهمیت اقتصادی فراوانی می باشد. در پژوهش انجام شده ژن گزارشگر gus در ناقل های واجد توالی های utr ویروسی و الکل دهیدروژناز گیاهی همسانه سازی شد و با استفاده از راه اندازی سامانه ساده بیان موقت با استفاده از آگروباکتری که از کم هزینه ترین سیستم ها می باشد مورد سنجش کیفی قرار گرفتند.

گندم یکی از غلات مهم و استراتژیک دنیا محسوب می شود. در این مطالعه فرض بر این است که کروموزوم های گندم نان حامل نواحی ژنی مهمی برای صفات مرتبط با عملکرد و اجزاء عملکرد می باشد علاوه بر این، نواحی همولوگ و اورتولوگ آن ها نیز در گیاه جو، برنج و براکی پودیوم شامل نواحی ژنومی با عملکرد و نقش یکسان بوده که از آن ها می توان برای شناسایی و مکان یابی ژن های کاندید مرتبط با عملکرد و اجزاء عملکرد، همسانه سازی بر اساس مکان و گزینش بر اساس نشانگر استفاده کرد. استفاده از آنالیز متا qtl و آنالیزهای مقایسه ای و سین تنی برای mqtl های شناسایی شده دقیق ترین روش برای مکان یابی نواحی ژنی مرتبط با صفات کمی در گیاهان بخصوص در گونه هایی که توالی ژنوم آن ها کامل نیست، محسوب می شود.