การวิเคราะห์การแสดงออกของยีนกำหนดรหัส Glutathione S-transferase ภายใต้ภาวะเครียด ในเอ็กซ์ทรีโมไฟล์ Halothece sp. PCC7418

ชนาญวัต กอธีระกุล

dc.contributor.advisor	รุ่งอรุณ วาดิถี สิริศรัทธา
dc.contributor.author	ชนาญวัต กอธีระกุล
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2020-04-01T05:00:00Z
dc.date.available	2020-04-01T05:00:00Z
dc.date.issued	2561
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/64576
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาจุลชีววิทยา. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2561	en_US
dc.description.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	en_US
dc.description.abstractalternative	Halothece sp. PCC7418 is extremophilic cyanobacterium, which can grow under high salinity condition. One mechanism that enables cells to survive in this harsh condition is the mechanism of response to stress by conjugation reactions, using enzyme glutathione Stransferase (GST), which lead to detoxification of free radicals and xenobiotic compounds as well as cellular homeostasis control. From the entire genome analysis of Halothece sp. PCC7418, four putative genes encoding GST were found. There are PCC7418_0647, PCC7418_0729, PCC7418_1478 and PCC7418_3557. Another gene associated with glutathione metabolism is PCC7418_2276, which encodes putative gamma-glutamyl transpeptidase (GGT)/glutathione hydrolas. Bioinformatics and phylogenetic analyses revealed that Halothece sp. PCC7418 GSTs were classified as GSTA superfamily and most of them showed high similarity to Dactylococcopsis salina GST. Gene expression analysis by Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) showed that PCC7418_0647, PCC7418_0729 and PCC7418_3557 were up-regulated under high salinity condition (2M NaCl). Among these genes, expression level of PCC7 4 1 8 _3 557 was the highest (11-fold increased). Further analysis was conducted by oxidative stress induced by H2O2. It was clearly observed that PCC7418_0647 and PCC7418_3557 were up-regulated under oxidative stress with dose dependent manners. Lastly, a combined stress (2M NaCl+H2O2) led to different pattern of gene expression. PCC7418_0647 and PCC7418_0729 were up-regulated while PCC6418_3557 was up-regulated at only low H2O2 concentration but significantly declined its expression level at higher H2O2 concentration. It should be noted that expressions of PCC7418_1478 and PCC7418_2276 could not be detected in all our tested conditions. These two genes may be cryptic genes and/or silent genes. Further study using other methods or expression analysis in other level should be performed.	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.title	การวิเคราะห์การแสดงออกของยีนกำหนดรหัส Glutathione S-transferase ภายใต้ภาวะเครียด ในเอ็กซ์ทรีโมไฟล์ Halothece sp. PCC7418	en_US
dc.title.alternative	Expression analysis of genes encoding Glutathione S-transferase under stress condition in extremophile Halothece sp. PCC7418	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.email.advisor	Rungaroon.W@chula.ac.th