สืบค้นงานวิจัย
การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 5
กัลยาณี ไพฑูรย์รังสฤษดิ์ - สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ชื่อเรื่อง: การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 5
ชื่อเรื่อง (EN): Study of transcriptional response of Spirulina to high temperature and nitrogen starvation: phase V
ผู้แต่ง / หัวหน้าโครงการ: กัลยาณี ไพฑูรย์รังสฤษดิ์
หน่วยงานสังกัดผู้แต่ง:
  1. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
บทคัดย่อ: การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสง ต้องเผชิญกับสภาวะเครียดต่างๆ เช่นความร้อน ความแห้งแล้ง ความเค็ม และ oxidative stress ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงพัฒนากลไกบางอย่างเพื่อการอยู่รอดภายใต้สภาวะเครียดเหล่านี้ ไซยาโนแบคทีเรีย (Cyanobacteria) เป็นสิ่งมีชีวิตในกลุ่ม prokaryotes กลุ่มใหญ่ที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ และยังจัดเป็นบรรพบุรุษของคลอโรพลาสต์ในพืชและสาหร่าย เนื่องจากไซยาโนแบคทีเรียมีคุณลักษณะหลายประการที่เหมาะสม จึงถูกนำมาใช้เป็นแบบเพื่อการศึกษาการตอบสนองทางชีวภาพ และอณูชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตต่อสภาวะเครียดจากสิ่งแวดล้อม และนำความรู้ที่ได้ไปใช้กับพืช Spirulina platensis (Spirulina) เป็นหนึ่งในไซยาโนแบคทีเรียไม่กี่ชนิดที่ถูกนำมาใช้ในเชิงการค้า โดย Spirulina สามารถเพาะเลี้ยงในสภาวะกลางแจ้งซึ่งเป็นสภาวะที่ต้องเผชิญกับความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมหลายอย่างเช่น อุณหภูมิ แสง ความเข้มข้นของสารอาหาร เป็นต้น แสดงให้เห็นว่า Spirulina อาจใช้กลไกที่หลายหลากเพื่อช่วยในการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม สภาวะอุณหภูมิสูงและการลดลงของสารอาหารเช่นแหล่งไนโตรเจนมีผลต่อการเจริญเติบโต กระบวนการสังเคราะห์แสง และการผลิตสารมูลค่าสูงของ Spirulina เช่นกรดไขมันแกมม่าลิโนเลนิค และรงควัตถุต่างๆ เช่น ไฟโคไซยานิน และแคโรทีนอยด์ การศึกษาผลของการขาดไนโตรเจนใน Spirulina พบว่าปริมาณโปรตีน และไฟโคบิลิโปรตีนซึ่งรวมถึงไฟโคไซยานินลดลงอย่างรวดเร็วภายใน 24 ชั่วโมง จากผลงานวิจัยที่ผ่านมา (ระยะที่ 1-4) ใน S. platensis C1 แสดงให้เห็นว่าสภาวะอุณหภูมิสูง สภาวะขาดไนโตรเจน และสภาวะขาดไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูงส่งผลทำให้การเจริญเติบโตของเซลล์ลดลง รวมทั้งปริมาณโปรตีนและไฟโคไซยานินลดลง ในขณะที่ปริมาณคาร์โบไฮเดรตเพิ่มขึ้น เมื่อศึกษาการแสดงออกของยีนทั้งหมดในจีโนมของ S. platensis C1 ด้วยเทคนิค DNA microarray พบว่าเมื่อเซลล์ถูกเปลี่ยนไปอยู่ที่อุณหภูมิสูง (42oC) ระดับการแสดงออกของยีนที่ถอดรหัสไปเป็น heat shoch protein โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการรับส่งสัญญาณ โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการนำแมกนีเซียมเข้าออกจากเซลล์มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ยีนที่ถอดรหัสเป็น ribosomal protein, nitrate/nitrite transporter และ nitrogen assimilation ซึ่งมีการแสดงออกลดลง นอกจากนี้ยีนที่เกี่ยวข้องกับ carbon metabolism มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นในระยะการปรับตัว เมื่อเซลล์เผชิญกับสภาวะที่ขาดในโตรเจนพบว่ายีนที่ถูกถอดรหัสเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับนำเข้าไนเตรทหรือไนไตรท nitrogen assimilation การสลายไฟโคไซยานิน และโปรตีนที่ควบคุมการแสดงออกของยีนในกลุ่ม nitrogen assimilation มีระดับการแสดงออกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันสภาวะดังกล่าวยับยั้งการแสดงออกของกลุ่มยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสง การสร้างรงควัตถุ และการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ รวมทั้งยีนที่ถอดรหัสไปเป็น ribosomal protein เมื่อเซลล์เผชิญกับสภาวะขาดไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูงพบว่ายีนในกลุ่ม heat shoch protein และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการรับส่งสัญญาณมีการแสดงออกเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างรวดเร็ว และพบว่ายีนที่ถอดรหัสเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการนำแมกนีเซียมเข้าออก และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสลายไฟโคไซยานิน มีระดับการแสดงออกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและคงอยู่อย่างนั้นตลอดระยะเวลา ในขณะที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ translation, nitrate/nitrite uptake และ nitrogen assimilation, กระบวนการสังเคราะห์แสง การสร้างรงควัตถุ และการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ มีระดับการแสดงออกลดลง อย่างไรก็ตามเพื่อที่จะเข้าใจกลไกใช้ในการตอบสนองและการปรับตัวต่ออุณหภูมิสูง สภาวะขาดไนโตรเจน และอุณหภูมิสูงร่วมกับสภาวะขาดไนโตรเจนของ Spirulina ให้ดียิ่งขึ้น การดำเนินงานวิจัยในโครงการระยะที่ 5 เป็นการดำเนินงานวิจัยต่อเนื่องที่มุ่งเน้นการหาความสัมพันธ์ของการแสดงออกของยีนที่มีการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญภายใต้สภาวะเครียดเหล่านี้ โดยอาศัยเทคโนโลยีชีวสารสนเทศ องค์ความรู้ที่ได้จะนำไปสู่ความเข้าใจกลไกการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดล้อมของ Spirulina ได้ดียิ่งขึ้น เมื่อรวมความรู้ที่ได้นี้กับงานวิจัยหลังจีโนมอื่นๆ เช่น Proteomics และ Metabolomics จะนำไปสู่แนวทางการพัฒนาการเพาะเลี้ยง เพื่อผลิตชีวมวลและสารมูลค่าสูงจาก Spirulina ได้ต่อไปในอนาคต</p>
บทคัดย่อ (EN): Climate change may lead to photosynthetic organisms encountering various kinds of stress such as heat, drought, salt and oxidative stress. Organisms have developed certain mechanisms to survive in stress conditions. Cyanobacteria constitute a large group of prokaryotic organisms, which perform oxygenic photosynthesis. Moreover, cyanobacteria are considered to be progenitors of chloroplasts in plants and algae. Therefore, cyanobacteria have several features that can be expected to be suitable model systems for the study of physiological and molecular biological responses of organisms to environmental stress. Spirulina platensis (Spirulina) is one of a few commercial cyanobacteria. Spirulina can be grown in outdoor cultivation pond where cells exposed to various environmental stress factors. High temperature and low level of nitrogen in the culture medium are critical factors that influence growth, photosynthesis and high value chemical production such as -linolenic acid (GLA), phycocyanin and carotenoid in Spirulina. Under nitrogen starvation in Spirulina, a large decrease of phycobiliprotein including phycocyanin was observed during the first 24 hours. Our previous studies in S. platensis C1 (phase I - IV) showed that high temperature, nitrogen depletion and nitrogen depletion under high temperature conditions caused a reduction of growth. Under these conditions, protein and phycocyanin content decreased concomitant with the increase in carbohydrate. Moreover, the genome-wide gene expression was investigated in S. platensis C1. Under high temperature (42oC) conditions, the transcript levels of genes encoding heat-shock proteins, signaling transduction proteins and magnesium transporter were immediately induced. Whereas, the transcripts levels of genes encoding components of the ribosomal proteins and nitrate/nitrite transporter as well as nitrogen assimilation were decreased. In addition, genes involved in carbon metabolism were induced in acclimation phase. Under nitrogen depletion, the transcript levels of genes encoding nitrate/nitrite transporter, nitrogen assimilation, phycobilisome degradation proteins and regulatory protein controlling the expression of genes for nitrogen assimilation were up-regulated. Conversely, the reduction of the transcripts levels of several genes encoding proteins for components of photosynthetic apparatus, photosynthetic pigments and carbon fixation were observed under prolonged nitrogen deprivation. When cells were in nitrogen depletion under high temperature, the result revealed that the transcript levels of several genes involved in signal transduction proteins, heat-shock protein and photosynthesis were immediately induced or repressed by nitrogen deprivation under high temperature. Moreover, the transcript levels of genes encoding phycobilisome degradation and magnesium transporter remained up-regulated throughout the duration of exposure. After prolonged exposure, the transcript levels of several genes involved in translation, nitrate/nitrite uptake, nitrogen assimilation, photosynthetic apparatus, photosynthetic pigments and carbon fixation were reduced. To gain more insight into stress response in Spirulina, this work will focus on relationships of the stresses-responsive genes based on the co-expression network. The information and knowledge gained from this study may provide a better understanding of the response of Spirulina to environmental stress. Integration of microarray data with proteomics and metabolomics will be valuable mass cultivation and high-value chemical production in the near future.</p>
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
คำสำคัญ: ไนโตรเจน
คำสำคัญ (EN): transcriptome
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

กัลยาณี ไพฑูรย์รังสฤษดิ์. "การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 5Study of transcriptional response of Spirulina to high temperature and nitrogen starvation: phase V". สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ. 2558

กัลยาณี ไพฑูรย์รังสฤษดิ์. "การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 5Study of transcriptional response of Spirulina to high temperature and nitrogen starvation: phase V". สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ. 2558. Print.



TARR Wordcloud:
การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 5
กัลยาณี ไพฑูรย์รังสฤษดิ์
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
2558
การศึกษาการตอบสนองของ Spirulina ต่ออุณหภูมิสูงและสภาวะขาดไนโตรเจน ในระดับ transcription: ระยะที่ 4 อิทธิพลของอุณหภูมิและระยะเวลาการเก็บรักษาที่มีผลต่อความคงทนของน้ำมันพืช สถานะของไนโตรเจนในดินไร่ การคัดเลือกพืชบางชนิดที่ไม่สามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศเพื่อใช้เป็นพืชมาตรฐานในการศึกษาปริมาณการตรึงไนโตรเจนของถั่วเหลืองโดย 15 N Dilution Method การคัดเลือกพันธุ์ข้าวไทยที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูง เพื่อใช้ในการวิเคราะห์หากลุ่มยีนที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิสูงโดยใช้เทคนิค cDNA-SRAP อิทธิพลของธาตุอาหารพืชไนโตรเจนที่ตรึงในดินต่อผลผลิตข้าว ศึกษาการเป็นหมันของผีเสื้อตัวผู้อันเป็นผลมาจากอุณหภูมิสูง ผลของอุณหภูมิต่อองค์ประกอบเลือดและการตอบสนองภูมิคุ้มกันของปลากะพงขาว ปริมาณการตรึงไนโตรเจนของถั่งเหลืองที่ปลูกในดินนา ภายใต้สภาพไถพรวน และไม่ไถพรวน จากการวัดโดยวิธีไอโซไทปเทคนิค ผลของความเข้มแสง อุณหภูมิ ปริมาณไนโตรเจนและฟอสเฟตที่มีต่อการเจริญเติบโตของสาหร่ายผักกาดทะเล (Ulva rigida C. Agardh, 1826)
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair