Abstract:
ไซยาโนแบคทีเรีย Halothece sp. PCC7418 จัดเป็นเอ็กซ์ทรีโมไฟล์ที่สามารถอาศัยอยู่ใน สภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูงได้ โดยกลไกหนึ่งที่ทำให้เซลล์สามารถอยู่รอดในภาวะดังกล่าว คือกลไกการ ตอบสนองต่อภาวะเครียดด้วยปฏิกิริยาคอนจูเกชั่น โดยใช้เอนไซม์กลูตาไธโอน เอส-ทรานส์เฟอเรส (GST) ซึ่ง ใช้ในการกำจัดสารพิษและสารอนูมูลอิสระ รวมถึงปรับสมดุลภายในเซลล์ให้เหมาะสมกับภาวะเครียดนั้น จาก การสืบค้นข้อมูลจีโนมสมบูรณ์ของ Halothece sp. PCC7418 พบว่ามียีนกำหนดรหัส GST ทั้งหมด 4 ยีนซึ่ง จะนำมาศึกษาการแสดงออกในครั้งนี้ ได้แก่ PCC7418_0647, PCC7418_0729, PCC7418_1478 และ PCC7418_3557 นอกจากนี้ยังศึกษา PCC7418_2276 ซึ่งเป็นยีนกำหนดรหัสแกมมา-กลูตามิล ทรานส์เพบทิ เดส/กลูตาไธโอนไฮโดรเลส ซึ่งอยู่ในวิถีเมแทบอลิซึมของกลูตาไธโอนเพิ่มเติมด้วย การวิเคราะห์ข้อมูล ชีวสารสนเทศจากฐานข้อมูลต่าง ๆ และสร้างแผนภาพ phylogenetic tree พบว่า GST ที่ถอดรหัสได้จากยีน ดังกล่าวถูกจัดอยู่ใน GSTA superfamily และส่วนใหญ่มีความใกล้ชิดกับ Dactylococcopsis salina มากที่สุด จากการศึกษาระดับการแสดงออกภายใต้ภาวะเครียด ด้วยการทำ semiquantitative RT-PCR ภายใต้ภาวะเครียด 3 ภาวะ ได้แก่ ภาวะเครียดจากเกลือโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 2 โมลาร์ พบว่า PCC7418_0647, PCC7418_0729 และ PCC7418_3557 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้น โดยยีน PCC7418_3557 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นมากที่สุด (ประมาณ 11 เท่า) แต่เมื่อเซลล์อยู่ภายใต้ภาวะเครียดจากเกลือเป็นเวลานาน 24 ชั่วโมง จะมีการแสดงออกของยีนทั้ง 3 ลดลง ในระดับที่แตกต่างกัน ส่วนภายใต้ภาวะเครียดจาก oxidative stress พบว่า PCC7418_0647 และ PCC7418_0729 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้น โดยมีการแสดงออก ของยีนมากที่สุด เมื่อได้รับความเครียดจากไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความเข้มข้น 1.8 มิลลิโมลาร์ และ PCC7418_3557 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นแปรผันตามความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และภาวะ เครียดร่วมจากเกลือและ oxidative stress โดยใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ พบว่า PCC7418_0647 และ PCC7418_0729 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้น แต่ PCC7418_3557 มีการแสดงออกที่ลดลงเมื่อเลี้ยงเซลล์ด้วย ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความเข้มข้นสูงกว่าค่า IC50 แต่ทั้ง 3 ภาวะเครียด ตรวจไม่พบการแสดงออกของ PCC7418_1478 และ PCC7418_2276 อาจเป็นไปได้ว่า ยีนไม่มีการแสดงออกภายใต้ภาวะเครียดที่ทดสอบ หรือเป็นยีนที่ไม่มีการแสดงออก (silent gene) หรือไม่ทราบหน้าที่ที่ชัดเจน (cryptic gene) ซึ่งจำเป็นต้องมี การศึกษาด้วยวิธีอื่น หรือศึกษาการแสดงออกในระดับอื่นๆ เพิ่มเติมต่อไปในอนาคต
