Identification of alternative oxidase encoding genes in Caulerpa cylindracea

Alternatif oksidazlar (AOX) türlerin farklı ortam koşullarına adaptasyon sürecinde yer alırlar. Mitokondrial AOX proteinlerinin elektron transport zinciri boyunca elektron akışında ve mitokondrial retrograde sinyal iletim yolağının düzenlenmesinde işlevleri olduğu açıklanmıştır. Alternatif oksidazların eşeyli ve vejatatif üreme fonksiyonlarında, oksidatif strese, soğuk strese, besin yetersizliğine ve biotik ataklara karşı dirençlerinde rol aldıkları karakterize edilmiştir. Alternatif oksidazlar bitki, mantar ve alglerde tanımlanmışlardır. Caulerpa cylindracea terörist yosun olarak da bilinen istilacı bir deniz yosun türüdür. Türün doğal alanları Güneydoğu Avustralya kıyıları olmasına rağmen türün istila etkileri Akdeniz ve Ege Denizi kıyılarında gözlemlenmiştir. Türün diğer türlere göre avantajı, soğuğa, besin yetersizliğine, patojen ataklarına karşı direnç göstermesi ve hem vejetatif hem de eşeyli yollarla üreyebilmesindedir. Ayrıca bu tür istila ettiği bölgelerde oksijen seviyesini düşürüp toprak yapısını değiştirerek diğer bitki türlerin yaşama olanağını yok etmekte ayrıca salgıladığı ikincil metabolitler vasıtasıyla çevresindeki canlılığın da olumsuz etkilenmesine sebep olmaktadır. Bu özellikler, alternatif oksidaz enzimlerinin aktif şekilde kullandığını işaret etmekte olup C. cylindracea üzerine alternatif oksidazları kapsayacak şekilde yapılmış herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Tür üzerine yapılan genetik çalışmalar çoğunlukla türün filogenetik konumunun belirlenmesine yönelik olup türün stres direnci ve yayılım karakteristikleri hususunda biyokimyasal veriler yetersizdir. C. cylindracea'ya istilacı güç sağlayan özelliklerin birçoğunun moleküler düzeyde AOX proteinlerinin kontrolü altında olduğu farklı bitki türlerinde ayrı ayrı gösterilmiştir. Buradan hareketle genel hipotezimiz C. cylindracea türünün istilacı özelliklerinin doğrudan AOX proteinleri ile ilişkili olduğudur. Çalışma hipotezimiz ise türün en az bir AOX genini kodladığı yönündedir. Bu hipotezi test etmek için bu çalışmanın amacı C. cylindracea türünde mitokondriyal AOX proteini kodlayan gen veya genlerin tanımlanmasıdır. Örnekler Seferihisar/İzmir'den toplanmıştır ve örneklerin transkriptom analizi yapılmıştır. 27737 transkript RNA-Seq verileri kullanılarak tanımlanmıştır. Detaylı biyoenformatik çalışmaları iki farklı mitokondriyal alternatif oksidaz proteini kodlayan gen varlığını açıklamıştır. Blast analizini DNA sekansı üzerinden yapıldığında herhangi bir eşleşme gözlenmemektedir. Bu sebeple biyoinformatik düzeyindeki karakterizasyon çalışmalarında protein dizileri temel alınarak analizlere devam edilmiştir. Analiz sonrası eşleşen sekanslara bakıldığında gerek domain bölgeleri gerekse sekans uzunlukları olarak farklı türlere ait alternatif oksidaz proteinlerine yüksek oranda (eşleşme yüzdesi 5 tür için %50'den büyük) benzerlik gösterdikleri görülmektedir. Tanımlanan AOX genlerinin dizi doğrulamaları başarıyla yapılmış ve gelecek gen ekspresyon çalışmalarında kullanılmak üzere maya vektörü içerisine aktarılmıştır. Çalışma kapsamında elde edilen transkriptom verileri ve AOX dizilerinin bilinmesi türün istilacı özelliklerinin anlaşılmasında gelecek çalışmalara yardımcı olacaktır.