Circular RNA (RNA حلقوی) و نقش آن‌ در مقاومت به بیماری‌های گیاهی

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 2076-25IPPC
نویسندگان
دانشجوی دکترای گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
Circular RNA یکی از انواع RNA است که به واسطه برقراری پیوند کووالانسی میان دو انتهای آن به صورت حلقه ی بسته‌ی ممتد می باشد. Circular RNAبه سبب عدم وجود ساختارهای انتهایی در انتهای '3 و '5 خود، نسبت به بسیاری از آنزیم های اگزونوکلئاز مقاوم است. circular RNAs در archaea و انواع ارگانیسم‌های یوکاریوتی مشاهده شده است. هرچند ژنوم برخی ویروس‌های همراه و ویروئیدها نیز به صورت RNA حلقوی است، اما تاکنون گزارشی مبنی بر حلقوی شدن بخشی از ژنوم و در نتیجه تولیدcircular RNA در آن ها مشاهده نشده است. Circular RNAs با توجه به منشا ژنی و یا غیرژنی به وجود آورنده به انواع اگزونیک، اینترونیک، اگزونیک- اینترونیک، اینترجنیک و آنتی سنس تقسیم می‌گردند. بسته به محل قرارگیری انواع circular RNAs در بخش‌های مختلف سلول، وظایف متفاوتی دارند. از جمله وظایف Circular RNA می توان به تنظیم رونویسی، اتصال با miRNA و پروتئین و در نتیجه بازداری از فعالیت آن‌ها و بطور کلی تنظیم بیان ژن اشاره نمود. Circular RNA به واسطه تنظیم بیان ژن در فرایندهای بیولوژیکی گیاه مانند رشد و پاسخ به استرس های زنده و غیر زنده نقش دارد. در گیاه پنبه آلوده به ورتیسیلیوم منشا ژنی به وجود آورنده بسیاری از circular RNAs ژن‌های مقاومت خود گیاه از جمله ژن‌های خانواده‌یNBS-LRR است که نشان دهنده‌ی نقش circular RNAs در ایجاد مقاومت به بیمارگر در گیاه است. Circular RNA موجود در کنیدی و میسلیوم قارچ بلاست برنج (Magnaporthe oryzae) منشا ژنی متفاوتی دارند. در میسلیوم از ژن های مرتبط با فرایندهای اساسی در رشد و در کنیدی از ژن‌های مرتبط با ذخیره مواد مورد نیاز در آلودگی منشا گرفته‌اند که نشان از نقش circular RNAs در رشد میسلیوم و آلودگی است. همچنین در گیاه کیوی آلوده به Pseudomonas منشا ژنی بسیاری از circular RNAs ژن‌های مرتبط با فتوسنتز و پاسخ ایمنی گیاه است که طی آلودگی به ترتیب بر آن ها اثر کاهشی و افزایشی دارد. در نماتد Caenorhabditis elegans تجمع circular RNA از مرحله چهارم لاروی به بعد به طور قابل ملاحظه ای افزایش می-یابد. مطالعات نشان می‌دهد مقاومت بسیار زیاد circular RNA در سلول‌های پس میتوزی این نماتد، علت این تجمع معنی دار است. منشا ژنی circular RNA در این نماتد ژن‌های مرتبط با طول عمر آن است، لذا استفاده از جهش در این circular RNA می‌تواند در کنترل بیماری در آینده مورد استفاده قرار گیرد. رویکرد آینده در مورد circular RNA، بهره‌گیری از آن‌ها در کنترل بیماری‌ها و همچنین استفاده از آن‌ها به عنوان بیومارکر در تشخیص بیماری هاست.
کلیدواژه ها
 
Title
Circular RNA and its role in plant disease resistance
Authors
Marziyeh Enteshari
Abstract
Circular RNA is one of the types of RNA, in the form of a continuous closed loop due to the covalent bond between its two ends. Circular RNA is resistant to many exonuclease enzymes due to the absence of terminal structures at its 3' and 5' ends. circular RNAs have been observed in archaea and various eukaryotic organisms. Circular RNAs are divided into exonic, intronic, exonic-intronic, intergenic and antisense types according to their genetic or non-genetic origin. Depending on the location of circular RNAs in different parts of the cell, they have different functions. Functions of circular RNA including regulation of transcription, binding with miRNA and protein and thus inhibiting their activity and generally regulating gene expression. Circular RNA plays a role in plant biological processes such as growth and response to biotic and abiotic stresses by regulating gene expression. In the cotton plant infected with Verticillium, the origin of the genetic that produces many circular RNAs is the plant's own resistance genes, including the genes of the NBS-LRR family, which indicates the role of circular RNAs in creating resistance to the pathogen in the plant. Circular RNA in conidia and mycelium of rice blast fungus (Magnaporthe oryzae) have different genetic origin. In mycelium, they originate from genes related to basic processes in growth, and in conidia originate from genes related to the storage of materials needed in infection, which shows the role of circular RNAs in mycelium growth and infection. Also, in the Kiwi plant infected with Pseudomonas, the genetic origin of many circular RNAs are genes related to photosynthesis and the plant's immune response, which during infection has a decreasing and increasing effect on them, respectively. In the nematode Caenorhabditis elegans, circular RNA accumulation increases significantly from the fourth larval stage onwards. Studies show that the very high resistance of circular RNA in the post-mitotic cells of the nematode is the cause of this significant accumulation. The genetic origin of circular RNA in the nematode is the genes related to its lifespan, so the employment of mutation in this circular RNA can be used in disease control in the future. The future approach regarding circular RNA is to use them in the control of diseases and also to use them as biomarkers in the diagnosis of diseases.
Keywords
Circular RNAs, resistance, Pathogen