Page 26 - חוברת תזות הנדסה ירוקה 2023

חקר ביואינפורמטי של התכונות הקטליטיות בפרנילטרנספראז חדש הנמצא באלה הארצישראלית
מראם עוסמאן1: othmanmaram1@gmail.com
פרופ' שאול בורדמן2, ד"ר יורם שוטלנד1
1המכללה האקדמית להנדסה ע"ש סמי שמעון, באר שבע
2המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות ע"ש רוברט סמית'-
האוניברסיטה העברית, ירושלים
Acidovorax הינו סוג חיידק גרם שלילי פקולטטיבי, אשר משתייך למערכה של פרוטאובקטריה. סוג זה מונה מינים (species) שעברו אדפטציה למגוון סביבות מחייה ובעלי אורח חיים שונה. חלק מהמינים של הסוג פתחו מערכות יחסים עם אורגניזמים אאוקריוטים, כגון צמחים, לדוגמא המין Acidovorax citrulli. חיידק זה תוקף דלועיים בכל שלבי הגידול והוא הגורם האחראי למחלת הכתם הגדול החיידקי בצמחים אלה (Bacterial Fruit Blotch, BFB). למחלת ה- BFB ישנו פוטנציאל הרסני והיא מהווה איום רציני על הגידול המסחרי של הדלועיים, במיוחד אבטיחים ומלונים. ממחקרים קודמים נראה כי על בסיס תכונות גנטיות וביוכימיות, ניתן לחלק את הזנים השייכים למין A. citrulli לשתי קבוצות, קבוצה I ו- II. זנים השייכים לקבוצה I תוקפים בעיקר מלונים ודלועיים שהם לא אבטיח. בנוסף, הם נחשבים לאלימים באופן בינוני עד חזק כלפי הדלועיים שהם תוקפים. לעומת זה, זנים השייכים לקבוצה II תוקפים בעיקר אבטיח ונחשבים
לאלימים מאוד כלפיו. בנוסף, זנים של קבוצה II מסוגלים לפגוע בדלועיים אחרים באופן חלש עד בינוני.
מחקר זה הוא המשך של פרויקט גמר, בו השתמשו בתוכנה EDGAR על מנת להעריך את גנום הליבה של הסוג החיידקי Acidovorax, ולזיהוי מאגר גנים החשודים כמעורבים במסלול הפתוגני של החיידק. הפרויקט הניב מאגר מידע המונה כ- 670 גנים שנמצאו כייחודיים אך ורק לזנים הפתוגנים של הסוג החיידקי Acidovorax. יחד עם זאת, וולידציה של תוצאות EDGAR הסתיימה בהרחקת כ- 180 גנים מהרשימה המוזכרת לעיל. לאחר מכן השתמשנו בגישה המבוססת על הומולוגיה על מנת לדרג את הגנים לפי הפוטנציאל להיות מרכזיים בתהליך הפתוגנזה של החיידק. ההנחה שלנו הייתה שגנים אשר נמצאים בגנומים פתוגניים רבים יותר עשויים להיות מרכזיים יותר בתהליך הפתוגנזה. לכן, התבצע חיפוש אחר גנים הומולוגיים במספר גנומים פתוגניים, כולל פתוגנים מהסוג Acidovorax ופתוגניים הרחוקים אבולוציונית מהסוג. גנים בעלי דירוג גבוה בגישה המבוססת על הומולוגיה, נמצאו כבעלי תפקיד חשוב בווירולנטיות של פתוגנים אחרים. הם נמצאו כתורמים לווירולנטיות של אותם חיידקים ולהסתגלותם של הפתוגנים לשינויים הסביבתיים המתרחשים במהלך ההדבקה של המאחסן. לדוגמא, ,insertional sequences )ISs(, the major facilitator superfamily )MFS( transporters anti-sigma regulatory factors, ankyrin repeat domain-containing protein, 2,5-didehydrogluconate reductase DkgB, , ו- ubiquitin family protein. חלבון ה- ubiquitin מווסת תהליכים שונים בתאים אאוקאיוטים, והוא ידוע בסימון חלבונים אשר מיועדים לפירוק בתאים. הגן אשר מקדד ubiquitin הינו אחר הגנים שנבחרו לאנליזה המעבדתית. בנוסף, האנליזה לזיהוי סיגנל הפרשה משכה את תשומת לבינו לעוד גן מעניין המקדד לחלבון בשם expansin. חלבון זה ידוע כבעל תפקיד חשוב בריכוך התאית אשר מהווה אחד המרכיבים החשובים בדופן התא הצמחי
וחלק מהאצות הירוקות. גם גן זה נבחר לאנליזה המעבדתית, ביחד עם הגן המקודד ל ubiquitin.
26