Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) Tách dòng và xác định trình tự hai gene mã hóa methylketone syntha

Tài liệu tương tự
1

Ch ư ơng 1

MCQ

BOOK-PHVedit.doc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRƯỜNG THPT CHUYÊN (Đề thi gồm 6 trang) ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA LẦN III NĂM 2017 Bài thi: Khoa học tự nhiên; Môn: SINH HỌC Thời g

Tạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm 12 (1) (2017) NGHIÊN CỨU CHỌN NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ CHỨA PROTEASE HOẠT TÍNH CAO VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶ

LÝ LỊCH KHOA HỌC

Mẫu số 03 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC ỨNG VIÊN THAM GIA HỘI ĐỒNG GIÁO SƯ 1. Họ và tên: NGUYỄN HOÀNG LỘC 2. Năm sinh: Chức vụ và cơ quan công tác

BanHuongDanEIDfinal

Sinh hồc - 207

Sinh hồc - 202

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Microsoft Word - 5_ Linh_Ng Th? Tú 134, Th?y Thái _8tr_ doc

Streptomyces MLST - Primers and PCR Parameters Partial sequences of the house-keeping genes atpd (ATP synthase F1, beta subunit), gyrb (DNA gyrase bet

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Sinh học (Thầy Nguyễn Quang Anh) Đột biến gen ĐỘT BIẾN GEN (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: NGUYỄN QUANG ANH Đây là tài liệu t

KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ XI, NĂM 2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: SINH HỌC 10 (HDC gồm 06 tra

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CHƯƠNG 6

Sinh hồc - 222

Đề thi thử THPT Quốc Gia 2019 môn Vật Lý trường THPT Chuyên Bắc Ninh lần 1

Tựa

Microsoft Word BUI THI KIM VI_ _.doc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Nguyễn Việt Hoàng NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIÀU CHẤT HỮU CƠ VÀ NITƠ BẰNG PH

Preliminary data of the biodiversity in the area

Khóa học LĐ Nâng cao 2018 Sinh học Thầy Phan Khắc Nghệ ĐỀ THI THỬ ĐẠI HỌC NÂNG CAO MÔN SINH SỐ 10 ID: LINK XEM LỜI

CƠ CHẾ DI TRUYỀN BIẾN DỊ CẤP ĐỘ PHÂN TỬ Câu 1 :(ID:105972): Ở sinh vật nhân thực, các gen trong cùng một tế bào A. luôn phân li độc lập, tổ hợp tự do

Microsoft Word - Thiet ke XD be tu hoai.doc

TRUNG TÂM BDVH & LTĐH ĐỀ KIỂM TRA NĂNG LỰC THPTQG LẦN 2 T L - H Thời gian làm bài: 90 phút; (50 câu trắc nghiệm) (Thí sinh không được sử dụng tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự do Hạnh Phúc ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần :

Microsoft Word - SINHCT_CD_K13_ 279

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 6 trang) ĐỀ THI TUYỂN SINH CAO ĐẲNG NĂM 2013 Môn: SINH HỌC; Khối B Thời gian làm bài: 90 phút, không k

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Sinh học (Thầy Nguyễn Quang Anh) Đột biến gen ĐỘT BIẾN GEN (ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN) Các bài tập trong tài liệu này được biên

Đề thi thử THPT Quốc Gia 2019 môn Hóa học THPT Chuyên ĐH Vinh - Nghệ An - Lần 1

THùC TR¹NG TI£U THô RAU AN TOµN T¹I MéT Sè C¥ Së

SỞ GD&ĐT QUẢNG TRỊ TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ĐỀ THI THỬ ĐẠI HỌC ĐỢT 1 Ngày 03 tháng 3 năm 2012 MÔN SINH HỌC Thời gian làm bài: 90 phút, không kể t

Chăm sóc sức khỏe gia đình khi chế biến thức ăn

TRẮC NGHIỆM PHÁT HUY TƯ DUY TÍCH CỰC

Vietnam J. Agri. Sci. 2016, Vol. 14, No. 8: Tạp chí KH Nông nghiệp Việt Nam 2016, tập 14, số 8: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊN

NGHỆ THUẬT DIONYSOS NHƯ MỘT DIỄN NGÔN TRONG THƠ THANH TÂM TUYỀN Trần Thị Tươi 1 Tóm tắt Là một trong những thành viên trụ cột của nhóm Sáng Tạo những

ĐÊ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

Công nghệ sinh học & Giống cây trồng NHÂN GIỐNG CÂY ĐẢNG SÂM (Codonopsis javanica (Blume) Hook. f. et Thomson) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY MÔ Bùi Văn Thắng

KCT dao tao Dai hoc nganh TN Hoa hoc_phan khung_final

Microsoft Word - Bai 4. GS.Tran Thi Minh Duc _ban cuoi _.doc

Nam Tuyền Ngữ Lục

(Microsoft Word - T\363m t?t lu?n van - Nguy?n Th? Ho\340i Thanh.doc)

Trường Đại học Văn Hiến TÀI LIỆU MÔN HỌC KỸ NĂNG MỀM (Lưu hành nội bộ) KỸ NĂNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ RA QUYẾT ĐỊNH Biên soạn: ThS. Nguyễn Đông Triều

TÌM NƯỚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀM LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN BÁ HƯNG VAI TRÒ CỦA TRÌNH TỰ AMINO ACID KỴ NƯ

ĐỊA CHẤT ĐỘNG LỰC CÔNG TRÌNH Địa chất động lực công trình nghiên cứu và vạch ra: Qui luật phân bố các quá trình và hiện tượng địa chất khác nhau; chủ

(Microsoft Word - 8. Nguy?n Th? Phuong Hoa T\320_chu?n.doc)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THỊ PHƢƠNG THANH THÀNH NGỮ, TỤC NGỮ TRONG TRUYỆN NGẮN MA VĂN KHÁNG Chuyên ngành: Ngôn ngữ học Mã số:

De-Dap-An-Sinh-CVA-HN-

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Chuyển đổi tương tự - số photonic bằng cách dùng buồng cộng hưởng Fabry- Perot phi tuyến Chuyển đổi tương tự - số song song về mặt không gian được đề

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HUỲNH MINH HIỀN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI NGUỒN NĂNG LƯỢNG KHÍ SINH HỌC TỪ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BI

HỘI NGHỊ NCKH KHOA SP TOÁN-TIN THÁNG 05/2015 GIẢI THUẬT DI TRUYỀN (GAs) VÀ CÁC ỨNG DỤNG ThS. Trần Kim Hương Khoa Sư phạm Toán-Tin, Trường Đại học Đồng

LỜI TỰA Sau khi cuốn sách Kinh nghiệm thành công của ông chủ nhỏ đầu tiên của tôi được phát hành, không ngờ chỉ trong vòng nửa năm đã có tới hơn một t

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y KHOA THÁI NGUYÊN BỘ MÔN GIẢI PHẪU HỌC BÀI GIẢNG GIẢI PHẪU HỌC TẬP 1 NHÀ XUẤT BẢN Y HỌC HÀ NỘI

2 CÔNG BÁO/Số /Ngày VĂN BẢN QUY PHẠM PHÁP LUẬT CHÍNH PHỦ Nghị định số 156/2017/NĐ-CP ngày 27 tháng 12 năm 2017 biểu thuế nhập khẩu

Microsoft Word - Chương trình ĂÀo tạo - Website

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KỲ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC Môn thi: SINH HỌC Thời gian làm bài: 40 phút; (30 câu trắc nghiệm) Mã

Tập 164, Số 04, 2017 Tập 164, số 04, 2017

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT YÊN LẠC KỲ THI THỬ THPTQG LẦN 1 NĂM HỌC ĐỀ THI MÔN SINH HỌC Thời gian làm bài 50 phút, không kể

năm TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LONG TRƯỜNG

LỜI CAM ĐOAN

(Microsoft Word Nguy?n Van Ph\372-ok.doc)

BÀI GIẢI

Đề minh họa THPT Quốc Gia 2019 môn vật lý Sở Giáo dục và Đào tạo - Bình Dương

CÁC HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Tác giả: Lê Hoàng Việt Trong bài này chúng tôi muốn giới thiệu với các bạn các trang web của Đại Học Catolica, Bồ Đào Nha

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP

Câu 1

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 GIỄU NHẠI BẰNG HÌNH THỨC NÓI MỈA TRONG TIỂU THUYẾT SỐ ĐỎ C

BÀI GIẢI

Truy cập Website : hoc360.net Tải tài liệu học tập miễn phí Đáp án 1-C 2-B 3-A 4-D 5-B 6-A 7-A 8-B 9-C 10-C 11-A 12-A 13-C 14-B 15-A 16-C 17-C 18-A 19

Microsoft Word - PhuongThuy-Mang_van_hoc_tren_bao_Song.doc

Phong thủy thực dụng

Tóm tắt Nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ mầm đậu xanh (Vigna radiata) STUDY ON BEVERAGE FROM GREEN BEAN (Vigna radiata) Trần Thị Dịu, Nguyễn Đức

THIẾT BỊ HỖ TRỢ TẬP BÓNG BÀN TỰ CHẾ *-*-*-*-* HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY BẮN BÓNG BÀN HIEPASC Homemade ( Có kèm tài liệu chi tiết cấu tạo máy ) Thiết bị đư

(Microsoft Word - B\300I 5. LE THOI TAN, NGUYEN DUC CAN _CHE BAN L1 - Tieng Anh_.doc)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TÀI LIỆU PHÁT TRIỂN CHƢƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN,

10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao - Tin Học

ANTENNAS FABRICATION FOR RFID UHF AND MICROWAVE PASSIVE TAGS

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG TXD CẨM NANG XÂY NHÀ Dành cho người xây nhà 1 P a g e

Microsoft Word - 11-KHMT-52NGUYEN VAN CUONG(88-93)

J. Sci. & Devel., Vol. 10, No. 5: Tạp chí Khoa học và Phát triển 2012 Tập 10, số 5: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN ĐỒ UỐ

Preliminary data of the biodiversity in the area

HƯỚNG ĐẠO, CHỈ THẾ THÔI! Lý thuyết và thực hành dành cho các Trưởng Hướng Đạo Nam và nữ. Hướng Đạo, đơn giản thế thôi! 1

Từ Mỹ về Rừng Thăm Bạn Lâm Chương Lúc mới đến, tôi hỏi: - Đào hố để làm gì? Anh nói: - Bắt khỉ. Tôi ngạc nhiên: - Bắt khỉ? - Ừ, bắt khỉ. - Để ăn thịt?

Microsoft Word Year Strategic Plan GRID Aug 25 May Update - Vietnamese FINAL.doc

THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG GIA LAI ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA NĂM 2018 LẦN 1 Môn: Sinh học Thời gian làm bài: 50 phút Câu 1: Người ta phân biệt nhóm thực vậ

Số 72 (tháng 7/2019) Bản tin bất động sản Cơ hội cuối sở hữu đất nền Mega City 2 Công ty cổ phần Địa ốc Kim Oanh vừa tung ra thị trường những sản phẩm

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 3 (2017) Hình thức sinh sản, đặc điểm hình thái và cấu trúc mô học của tuyến

Microsoft Word - TCVN

TRUNG TÂM CON NGƯỜI VÀ THIÊN NHIÊN NÔNG NGHIỆP TÂY BẮC: NHẬN DIỆN THÁCH THỨC VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Nhà xuất bản Tha

Bản ghi:

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 Tách dòng và xác định trình tự hai gene mã hóa methylketone synthase 2 (NtMK2-1 và NtMKS2-2) ở Thuốc lá (Nicotiana tabacum) Trương Trần Diệu, Trần Thị Diễm Hương *, Hồ Tiền Giang Em, Nguyễn Thị Hồng Thương Khoa Sinh học-công nghệ sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM, Việt Nam Nhận ngày 16 tháng 8 năm 2017 Chỉnh sửa ngày 09 tháng 9 năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 10 tháng 10 năm 2017 Tóm tắt: 2-Methylketone được tích lũy ở một số loài thực vật là sản phẩm phụ của con đường sinh tổng hợp acid béo diễn ra ở lạp thể. Methylketone synthase 2 (MKS2) là một thioesterase xúc tác bước phản ứng kế cuối trong con đường sinh tổng hợp methylketone, giúp chuyển hóa 3-ketoacyl- ACP thành 3-ketoacid, tiền chất trực tiếp để tổng hợp các 2-methylketone. Các nghiên cứu đã công bố cho thấy các loài thực vật khác nhau trong họ Solanaceae có thể có số lượng gene MKS2 khác nhau và mỗi MKS2 khác nhau có thể xúc tác tổng hợp các axit béo khác nhau về chiều dài chuỗi (C6-C18), mức độ bão hòa và trạng thái oxy hóa khử của khung carbon. Methylketone synthase 2 từ cà chua dại (Solanum habrochaites) (ShMKS2) là enzyme đầu tiên được xác định ở thực vật. Trong nghiên cứu này, với sự hỗ trợ của các công cụ tin sinh học, chúng tôi đã xác định được hai gene tương đồng với ShMKS2 hiện diện trên hai contig AWOJ-SS748 và AWOJ-SS6425 trong cơ sở dữ liệu bộ gene của thuốc lá (Nicotiana tabacum), và đặt tên là NtMKS2-1 và NtMKS2-2. Cả hai gene đều bao gồm 5 exon và 4 intron. Trình tự mã hóa (CDS) NtMKS2-1 và NtMKS2-2 hoàn chỉnh đã được phân lập thành công từ nguồn cdna được chuẩn bị từ mô lá non của cây thuốc lá (Nicotiana tabacum), được giải trình tự và so sánh với trình tự dự đoán in silico. Protein NtMKS2-1 và NtMKS2-2 dự đoán bao gồm 211 amino acid, có tính kiềm với giá trị pi trong khoảng 9.37-9.61, trọng lượng phân tử khoảng 24 kda và tương đồng với ShMKS2 hơn 60%. Kết quả nghiên cứu này góp thêm dữ liệu để hỗ trợ nghiên cứu sự tiến hóa của hệ gene MKS2 ở các loài thực vật thuộc họ Solanaceae và cung cấp nguồn gene cho các nghiên cứu cải biến con đường biến dưỡng ở thực vật và vi sinh vật nhằm mở rộng tiềm năng ứng dụng của các hợp chất 2-methylketone. Từ khóa: Nicotiana tabacum, methylketone synthase 2 (MKS2), NtMKS2-1, NtMKS2-2. 1. Mở đầu 2-Methylketone là nhóm hợp chất hữu cơ, mang nhóm chức ketone ở vị trí nguyên tử carbon thứ hai, bao gồm một số hợp chất dễ bay * Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-933698827. Email: ttdhuong93@gmail.com https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4624 79 hơi có nguồn gốc từ acid béo như 2-heptanone, 2-nonanone, 2-undecanone, 2-tridecanone, 2-pentadecanone. Nhóm hợp chất này góp phần tạo nên mùi hương đặc trưng của nhiều tinh dầu thực vật. Vì vậy, methylketone từ lâu đã được sử dụng làm chất tạo hương trong công nghệ chế biến thực phẩm, nhất là những sản phẩm có nguồn gốc từ bơ, sữa. Tiềm năng ứng dụng của

80 T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 các hợp chất này khá đa dạng, phụ thuộc vào chiều dài chuỗi carbon, mức độ bão hòa và trạng thái oxy hóa - khử trong phân tử. Sự hiện diện của 2-methylketone ở thực vật đã được ghi nhận lần đầu tiên ở cây Cửu lý hương (Ruta graveolens) vào năm 1858, tuy nhiên cho đến gần đây gene mã hóa enzyme tham gia trong con đường sinh tổng hợp các hợp chất này mới được xác định. Cụ thể, hai gene mã hóa enzyme methylketone synthase 1 (ShMKS1) và methylketone synthase 2 (ShMKS2) đã được phân lập từ loài cà chua dại (Solanum habrochaites) vốn dĩ tổng hợp và tích lũy rất nhiều methylketone trong các lông tiết hiện diện trên bề mặt lá và thân của cây. ShMKS2 có hoạt tính thioesterase và có thể xúc tác thủy phân liên kết 3-ketoacyl-ACP, một hợp chất trung gian của quá trình sinh tổng hợp acid béo, thành các 3-ketoacid. ShMKS1 có hoạt tính decarboxylase xúc tác phản ứng loại nhóm carboxyl của các 3-ketoacid và sản phẩm sinh ra là các 2-methylketone có chiều dài khung carbon ngắn hơn một nguyên tử C so với các 3- ketoacid ban đầu [1]. Gene mã hóa protein tương đồng với ShMKS2 cũng đã được tìm thấy ở một số loài thực vật khác như Solanum lycopersicum, Arabidopsis thaliana... Các nghiên cứu tiếp theo đã chỉ ra rằng các loài thực vật khác nhau trong họ Solanaceae có thể có số lượng gene MKS2 khác nhau. Cà chua Solanum lycopersicum có ba gene [1], trong khi ớt Capsicum annum chỉ có một gene mã hóa protein tương đồng với ShMKS2 [dữ liệu nghiên cứu của nhóm]. Khi được biểu hiện tái tổ hợp trong E. coli, các gene mã hóa các protein enzyme MKS2 xúc tác tổng hợp các methylketone có chiều dài chuỗi carbon khác nhau. Thuốc lá (Nicotiana tabacum) cũng là một loài thực vật họ Solanaceae và được sử dụng phổ biến làm cây mô hình trong các thí nghiệm nghiên cứu trên thực vật bậc cao, tuy nhiên, thông tin về số lượng và chức năng của các gene MKS2 ở loài này vẫn chưa được tìm hiểu. Hiện nay bản đồ bộ gene của N. tabacum đã được giải mã và công bố dưới dạng nhiều phân đoạn contig tách rời [2]. Việc tìm hiểu sự hiện diện cùng chức năng của các gene MKS2 từ cây thuốc lá (N. Tabacum) sẽ cung cấp dữ liệu bổ sung, hỗ trợ cho nghiên cứu phân tích sự tiến hóa chức năng của hệ gene MKS2 ở thực vật thuộc họ Solanaceae. Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành phân lập (tách dòng) gene MKS2 từ cây thuốc lá (N. Tabacum) với sự trợ giúp của các công cụ tin sinh học kết hợp kỹ thuật sinh học phân tử. Nguồn gene phân lập được có thể được sử dụng trong các nghiên cứu cải biến biến dưỡng trên thực vật và vi sinh vật, nhằm mở rộng tiềm năng ứng dụng đa dạng của nhóm hợp chất 2-methylketone. 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Vật liệu Cây thuốc lá (N. Tabacum) dòng K326 được trồng từ hạt giống do công ty Profigen, Braxil cung cấp. Các cây này được trồng tại nhà màng Bộ môn sinh hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh. 2.2. Phương pháp Dự đoán các trình tự gene MKS2 mới ở cây thuốc lá (N. Tabacum) bằng các công cụ tinsinh học Các contig chứa trình tự mã hóa protein tương đồng cao với ShMKS2 được xác định thông qua tra cứu cơ sở dữ liệu bộ gene của N. tabacum bằng phần mềm TBLASTN với trình tự truy vấn là ShMKS2 (mã số Genbank GU987106). Cấu trúc của các gene NtMKS2 mới được dự đoán bằng phần mềm FGENESH (www.softberry.com) và được hiệu chỉnh lại theo kết quả đối sánh trình tự genomic và với các trình tự CDS mã hóa MKS2 đã được công bố ở họ Cà (Solanaceae) [3]. Phân lập các trình tự CDS NtMKS2 RNA tổng số được tách chiết từ mô lá non cây thuốc lá N. tabacum bằng EZ-10 Spin Column Plant RNA Mini-Prep Kit (BioBasic). cdna được tổng hợp từ RNA tổng số đã loại DNA bộ gene theo hướng dẫn của bộ kit

T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 81 RevertAid First Strand cdna Synthesis (Thermo Scientific). Mẫu cdna này được sử dụng làm mạch khuôn để nhân bản trình tự mã hóa (CDS) MKS2 thông qua phản ứng PCR với các cặp mồi đặc hiệu được thiết kế dựa trên trình tự CDS dự đoán. Trình tự các cặp mồi đặc hiệu được thiết kế: NtMKS2-1-F (mồi xuôi 1): 5 -CTC GAG TAT GTC GCA AAC CCT AGT TTC C-3 ; NtMKS2-1-R (mồi ngược 1): 5 -GGA TCC TTT TAG ATG CCT CCT GGC GA-3 và NtMKS2-2 (mồi xuôi 2): 5 -CTC GAG TAT GTC GCA AAC CCT AGT-3 ; NtMKS2-2-R (mồi ngược 2): 5 -GGA TCC TTT TAG ATG CCT CCT GG-3. Phản ứng PCR sử dụng Phusion DNA polymerase (Thermo Scientific) được thực hiện theo chu kỳ nhiệt: 98 o C /30 giây; lặp lại 30 chu kỳ, mỗi chu kỳ: 98 o C /10 giây -58 o C/ 20 giây (cặp mồi NtMKS2-1-F/R) hoặc 52 o C/ 20 giây (cặp mồi NtMKS2-2-F/R) -72 o C/20 giây; 72 o C trong 5 phút và giữ 4 o C trong 15 phút. Sản phẩm nhân bản được kiểm tra bằng điện di trên gel agarose 1%, sản phẩm mục tiêu được tinh sạch từ gel theo hướng dẫn của bộ kit GeneJET Gel Extraction và được chèn vào vector pjet1.2/blunt thông qua phản ứng nối. Hỗn hợp phản ứng nối được biến nạp vào tế bào khả nạp E. coli TOP10 bằng phương pháp hóa biến nạp. Các thể biến nạp E. coli TOP10/pJET-NtMKS2-1 được sàng lọc bằng phản ứng PCR khuẩn lạc với mồi xuôi NtMKS2-1-F và mồi ngược pjet1.2-r (5 - AAG AAC ATC GAT TTT CCA TGG CAG-3 ). Các thể biến nạp E. coli TOP10/pJET-NtMKS2-2 được sàng lọc bằng phản ứng PCR khuẩn lạc với mồi xuôi pjet1.2- F (5 -CGA CTC ACT ATA GGG AGA GCG GC-3 ) và mồi ngược NtMKS2-2-R bằng Taq polymerase với chu kỳ nhiệt: 95 o C/30 giây; lặp lại 30 chu kỳ, mỗi chu kỳ: 95 o C/50 giây, 58 o C/20 giây, 72 o C/40 giây; 72 o C trong 5 phút; 4 o C trong 15 phút. Kết quả điện di sản phẩm PCR trên gel agarose 1% sẽ cho biết dòng tế bào E. coli có mang plasmid chứa gene mục tiêu hay không. Plasmid tái tổ hợp được tách chiết bằng bộ kit GeneJET Plasmid Miniprep, được kiểm tra kích thước bằng phản ứng cắt với enzyme cắt giới hạn XhoI và BamHI và sau đó, được giải trình tự để đối sánh với trình tự gene đã dự đoán dựa trên phân tích tin-sinh học. Xây dựng cây phát sinh loài Sử dụng phần mềm sắp gióng cột nhiều trình tự CLUSTAL W để so sánh trình tự protein của NtMKS2-1, NtMKS2-2 phân lập từ cây thuốc lá (N. Tabacum) với các trình tự MKS2 đã phân lập hoặc dự đoán từ một số loài thực vật trong họ Solanaceae như cà chua hoang dại (S. Habrochaites), cà chua thuần hóa (S. Lycopersicum), cà chua (S. Pimpinellifolium), cà tím S. melongena và ớt Capsicum annuum nhằm xác định mức độ tương đồng giữa các protein này và xây dựng cây phát sinh loài dựa trên kết quả so sánh trình tự protein bằng phần mềm MEGA6 [4]. 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Kết quả dự đoán các trình tự contig chứa gene mã hóa chuỗi polypeptide có độ tương đồng cao với ShMKS2 Khi tiến hành TBLASTN cơ sở dữ liệu N. tabacum Genome (Current version) trên SNG với trình tự truy vấn là ShMKS2, chúng tôi tìm được hai contig có chứa gene mã hóa các protein có độ tương đồng cao với ShMKS2, đó là Ntab-K326 AWOJ-SS748 và Ntab-K326 AWOJ-SS6425 (Bảng 1). Bảng 1. Các contig chứa gene mã hóa cho protein có trình tự tương đồng cao với ShMKS2 STT 1 2 Trình tự contig Ntab-K326 AWOJ-SS748 Ntab-K326 AWOJ-SS6425 Giá trị bit-score Giá trị E 94.7 1e -19 90.9 2e-18 3.2. Kết quả phân lập gene NtMKS2-1 và NtMKS2-2 in silico Contig AWOJ-SS748, có kích thước 905,935 bp, chứa những đoạn nucleotide gióng

82 T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 cột cùng chiều với trình tự gene mã hóa cho protein ShMKS2. Từ kết quả phân tích dựa trên các phần mềm hỗ trợ dự đoán gene (FGENESH, FSPICE, CLUSTAL W) và kết quả hiệu chỉnh thủ công các vị trí cắt-nối (splicing sites) dựa trên thông tin sắp gióng cột giữa trình tự contig trên và trình tự cdna tương ứng của ShMKS2, chúng tôi dự đoán vị trí codon khởi đầu và kết thúc của gene mã hóa chuỗi polypeptide tương đồng với ShMKS2 trên contig và đặt tên là NtMKS2-1. Theo đó, gene NtMKS2-1 gồm 12,160 bp, trong đó có 5 exon và 4 intron. Trình tự CDS mã hóa protein NtMKS2-1 hoàn chỉnh dài 636 bp và mã hóa protein chứa 211 amino acid, tương đồng 63% so với trình tự ShMKS2 hoàn chỉnh. Tương tự, contig AWOJ-SS6425 (1,374,146 bp) cũng chứa một khung đọc mở (ORF) tương ứng với trình tự mã hóa cho một protein dài 211 amino acid và tương đồng 62% với ShMKS2 và tương đồng 91 % so với trình tự CDS NtMKS2-1 dự đoán ở trên. Gene thứ hai được đặt tên là NtMKS2-2 và có kích thước 9,217 bp với 5 exon và 4 intron. 3.3. Phân lập trình tự mã hóa NtMKS2-1 và NtMKS2-2 từ cây thuốc lá (N. Tabacum) Kết quả điện di ở hình 1 cho thấy sản phẩm PCR nhân bản CDS NtMKS2-1 và NtMKS2-2 cho băng DNA có kích thước xấp xỉ 650 bp khi so sánh với thang DNA chuẩn, phù hợp với kích thước dự đoán của hai đoạn trình tự mã hóa NtMKS2-1 và NtMKS2-2 (Hình 1, giếng N1 và N2 tương ứng). Sản phẩm PCR được tinh sạch từ gel agarose và được nối vào vector pjet1.2/blunt. Hỗn hợp phản ứng nối được biến nạp vào tế bào khả nạp E. coli TOP10. Kết quả sàng lọc các dòng tế bào E. coli TOP10 mang plasmid pjet-ntmks2-1 hoặc pjet-ntmks2-2 bằng phản ứng PCR khuẩn lạc với mồi pjet1.2-f bắt cặp đặc hiệu với trình tự vector và mồi ngược bắt cặp đặc hiệu với trình tự gene mục tiêu (Hình 2) cho các băng DNA có kích thước khoảng 700 bp, tương ứng với kích thước dự đoán của sản phẩm nhân bản (Hình 2, giếng N1 và N2). Trong khi đó, đối chứng âm không xuất hiện vạch có cùng kích thước như trên (Hình 2, giếng 1). Các khuẩn lạc cho kết quả PCR dương tính được chọn nuôi nhân sinh khối để tách chiết plasmid. Plasmid tách chiết được sơ bộ kiểm tra bằng phản ứng cắt với tổ hợp enzyme cắt giới hạn XhoI và BamHI và được gửi giải trình tự. Kết quả sắp gióng cột nhiều trình tự (multiple sequence alignment) cho thấy CDS NtMKS2-1 và NtMKS2-2 có trình tự giống % so với trình tự NtMKS2-1 và NtMKS2-2 đã dự đoán bằng phân tích tin sinh học. 3.4. Phân tích trình tự mã hóa NtMKS2-1 và NtMKS2-2 được phân lập từ N. tabacum Kết quả sắp gióng cột 11 trình tự protein MKS2 hiện diện ở 6 loài thực vật họ Solanaceae (bằng phần mềm CLUSTAL W) được mô tả ở hình 3. Theo đó, NtMKS2-1 và NtMKS2-2 đều chứa amino acid aspartate bảo tồn (được đóng khung - hình 3) cần thiết cho hoạt tính xúc tác của các enzyme MKS2 thuộc họ thioesterase có vùng gấp cuộn kiểu hotdog. Cây phát sinh loài dựa trên kết quả so sánh các trình tự MKS2 được mô tả ở hình 4. 4. Kết luận Với sự hỗ trợ của các công cụ tin sinh học và sinh học phân tử, chúng tôi đã phân lập được hai trình tự mã hóa protein NtMKS2-1 và NtMKS2-2 tương đồng 63% và 62% với ShMKS2. Cả hai protein NtMKS2-1 và NtMKS2-2 đều có chứa amino acid aspartate bảo tồn cần thiết cho hoạt tính xúc tác của các enzyme MKS2 thuộc họ thioesterase có vùng gấp cuộn kiểu "hotdog. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu bổ sung hỗ trợ nghiên cứu sự tiến hóa của hệ gene MKS2 ở các loài thực vật thuộc họ Solanaceae và cung cấp nguồn gene cho các nghiên cứu cải biến con đường biến dưỡng ở thực vật và vi sinh vật nhằm mở rộng tiềm năng ứng dụng của các hợp chất 2-methylketone.

T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 83 1 M N1 N2 650bp Hình 1. Kết quả điện di sản phẩm PCR nhân bản NtMKS2-1 và NtMKS2-2. Giếng M: Thang chuẩn DNA 1kb Giếng 1: Đối chứng âm Giếng N1, N2: Sản phẩm PCR nhân bản NtMKS2-1 và NtMKS2-2 Hình 2. Kết quả sàng lọc dòng tế bào E. coli TOP10 mang plasmid tái tổ hợp bằng PCR khuẩn lạc. Giếng M: Thang chuẩn DNA 1kb Giếng 1: Đối chứng âm Giếng N1, N2: Sản phẩm PCR khuẩn lạc tương ứng với dòng vi khuẩn mang plasmid tái tổ hợp pjet1.2/blunt- NtMKS2-1 và pjet1.2/blunt-ntmks2-2 G Asp Hình 3. So sánh trình tự protein của NtMKS2-1 và NtMKS2-2 từ cây thuốc lá N. tabacum với các trình tự tương đồng từ cà chua dại S. habrochaites (ShMKS2), cà chua thuần hóa S. lycopersicum (SlMKS2a, SlMKS2b, SlMKS2c), cà chua S. pimpinellifolium (SppMKS2-1, SppMKS2-2. SppMKS2-3), cà tím S. melongenea (SmMKS2) và ớt Capsicum annuum (CaMKS2).

84 T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 NtMKS2 1 66 65 NtMKS2 2 CaMKS2 SmMKS2 SlMKS2a SppMKS2-1 SlMKS2b SppMKS2-2 ShMKS2 SlMKS2c SppMKS2-3 0.05 Hình 4. Cây phát sinh loài dựa trên so sánh các trình tự protein của các gene MKS2 từ N. tabacum, S. habrochaites, S. lycopersicum, S. pimpinellifolium, S. melongenea và C. annuum. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 106-NN.02-2013.35. Tài liệu tham khảo [1] Yu G., Nguyen T. T. H., Guo Y., Schauvinhold I., Auldridge M. E, Bhuiyan N., Ben-Israel I., Iijima Y., Fridman E., Noel J., Pichersky E.,Enzymatic functions of wild tomato methylketone synthase 1 and 2. Plant. Physiol., 154 (2010) 67-77. [2] Sierro, N. et al, The tobacco genome sequence and its comparison with those of tomato and potato.nature Communications 5 (2014). [3] Mai Huỳnh Hạnh Phúc, Đinh Minh Hiệp, Nguyễn Thị Hồng Thương, Sử dụng các công cụ tin sinh học để xác định các gen Methylketone Synthase 2 (MKS2 ) mới từ loài cà chua Solanum pimpinellifolium, Tạp chí Sinh học 36 (1se) (2014), 237-243. [4] Koichiro Tamura et al, MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0, Mol. Biol. Evol. 30 (12), (2013) 2725-2729. Cloning and Sequencing of Two Genes Encoding Methylketone Synthase 2 (MKS2) from the Tobacco (Nicotiana tabacum) Truong Tran Dieu, Tran Thi Diem Huong, Ho Tien Giang Em, Nguyen Thi Hong Thuong Faculty of Biology and Biotechnology, VNUHCM - University of Science Abstract: 2-Methylketones are accumulated in some plants as a byproduct of the fatty acid biosynthesis that takes place in plastids. Methylketone synthase 2 (MKS2) is a thioesterase that catalyzes the penultimate reaction in the methylketone biosynthetic pathway. It converts 3-ketoacyl-ACPs into 3-ketoacids which are precursors for the synthesis of 2-methylketones. Previous studies have shown that species in the Solanaceae family might have different number of MKS2 genes. Besides, each MKS2 could hydrolyze a specific group of endogenous fatty acyl-acyl carrier protein substrates that

T.T. Diệu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) 79-85 85 varies in chain length (C6-C18), degree of saturation and oxidation state. In this study, we had identified two homologous genes of ShMKS2, designated as NtMKS2-1 and NtMKS2-2, located at two contigs AWOJ-SS748 and AWOJ-SS6425 in the Nicotiana tabacum genome database. Both genes comprise of five exons and four introns. The full-length cdna sequences encoding NtMKS2-1 and NtMKS2-2 have been successfully isolated from young leaf tissues of tobacco N. tabacum, sequenced and aligned with the corresponding sequences predicted by in silico analysis. Both of the deduced amino acid sequences encode proteins of 24 kda that share more than 60% identity to ShMKS2 and contain a conserved aspartate residue essential to the catalytic core of the hotdog-fold thioesterases. This study provided additional data to gain insights into the evolution of the MKS2 genes in species from the Solanaceae family. Keywords: Nicotiana tabacum, methylketone synthase 2 (MKS2), NtMKS2-1, NtMKS2-2.