Gabona tartalékfehérjék expressziójának szabályozási folyamatai

A tartalékfehérjéket (sikér vagy gluténfehérje) kódoló gének szabályozásának megértése a legújabb bioinformatikai, hálózatelemzési és in vitro szövettenyésztéses módszerekkel.

A fehérjehozam nagyban függ a környezeti illetve genetikai hatásoktól, ám ennek mértéke genotípusonként változhat. A környezeti hatások befolyása a tartalékfehérje génekkel kölcsönható transzkripciós faktoroktól függ, ami által a környezeti befolyásoltság mértéke feltételezhetően maga is genetika függő. Mindezt felismerve, hisszük, hogy ha a polimerképző sikérfehérjék szabályozását alaposan megismerjük, hosszútávon képesek leszünk a környezeti függését enyhíteni és a hozamot stabilizálni (avagy a potenciális és a várható hozamot közelíteni).
A kutatómunka során célunk volt a fehérjemennyiség és ezáltal sikér polimer kialakulásában kiemelt szerepet játszó glutenin gének szabályozó (promóter) szakaszainak összehasonlítása, a szabályozó elemek jellemzése, az adatbankokban található expressziós adatoknak in silico feldolgozása, kölcsönható transzkripciós faktorok azonosítása. Mindezen törekvések célja, hogy megalkossuk a glutén gének szabályozási folyamait leíró „mechanikai” modelleket.
Fokúszált ko-expressziós hálózat

A nagy molekulasúly glutenin gének és az endospermiumban átíródó transzkripciós faktorok fókuszált ko-expressziós hálózata. Az azonosított alhálózatok kis szabályozóköröket reprezentálnak, amelyek feltehetőleg saját, részben elkülönülő génprogramokat követnek. A HMW gluteninek két típusa jól látható

Fotó: Dr. Makai Szabolcs

Szabályozási modell

A HMW glutenin gének szabályozásának modellje

Fotó: Dr. Makai Szabolcs