بررسی In silico روند تکامل مولکولی و گسترش خانوادۀ پروتئینی ژرانیل‌ژرانیل‌دی فسفات‌سنتاز در گیاهان

آنزیم‌هایGGPPS مسئول سنتز ژرانیل‌ژرانیل ‌دی‌ فسفات (GGPP)، یک پیش‌مادۀ مهم برای تولید بسیاری از ترپنوئیدها، هستند. در این تحقیق با شناسایی هومولوگ‌های خانوادۀ GGPPS در پایگاه دادۀ UniProt، روند تکاملی این خانواده با استفاده از آنالیزهای فیلوژنتیک مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، الگوی فرایندهای مضاعف شدن و از دست دادن ژن در طی تکامل گیاهان، با استفاده ازمعیار بهینه ‌سازی مبتنی بر پارسیمونی بررسی شد. جهت بررسی نقش فرایندهای مضاعف شدن کل ژنوم (WGD) و تکثیر تکراری ژن‌ها (TD) از پایگاه دادۀ PLAZA استفاده شد. نتایج مشخص نمود که خانوادۀ GGPPS یک خانوادۀ در حال گسترش است و در طی روند تکامل گیاهان، این خانوادۀ پروتئینی در چندین مرحلۀ متناوب فرایندهای گسترش و انقباض را تجربه نموده است. اغلب این فرایندهای گسترش در اثر پدیدۀ مضاعف شدن کل ژنوم ایجاد شده‌اند. با این وجود، فرایندهای تکثیر تکراری ژن‌ها در پدیده‌هایی که منجر به گسترش در یک تبار خاص (LSE) شده است، بیشتر به وقوع پیوسته است. همچنین بررسی تنوع جایابی پروتئین در داخل سلول(PSL) مشخص نمود که فرایند گسترش منجر به تفکیک عملکرد در این خانوادۀ پروتئینی شده است. لذا به نظر می‌رسد که گسترش خانوادۀ GGPPS در گیاهان باعث ایجاد پاسخ‌های مناسب‌تر به استرس‌ها و محرک‌های محیطی می‌شود و در نهایت به سازگاری بهتر گیاهان با محیط کمک می‌کند. بررسی اثر انتخاب طبیعی در این خانواده نشان داد که اعضای این خانواده در رده‌های مختلف گیاهان تحت تاثیر فشارهای انتخابی متفاوتی قرار دارند و انتخاب طبیعی مثبت فقط در بازدانگان مشاهده شد.