Vergleichende Analyse von Transkriptionsfaktor-Genfamilien am Beispiel der R2R3 MYB Transkriptionsfaktoren aus Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und Reis (Oryza sativa) mit bioinformatischen Methoden

Werber, Martin (2003). Vergleichende Analyse von Transkriptionsfaktor-Genfamilien am Beispiel der R2R3 MYB Transkriptionsfaktoren aus Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und Reis (Oryza sativa) mit bioinformatischen Methoden. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Die Proteinfamilie der MYB-Transkriptionsfaktoren ist in eukaryontischen Organismen weit verbreitet und reguliert eine Vielzahl zellulärer Prozesse. In der vorliegenden Arbeit wurden Mitglieder einer pflanzenspezifischen MYBSubfamilie, die R2R3-MYBs, mit Hilfe bioinformatischer Analysen identifiziert und strukturell charakterisiert. R2R3-MYBs zeichnen sich durch eine aus zwei Sequenzwiederholungen bestehende stark konservierte DNA-Bindedomäne aus. Mit der Veröffentlichung der pflanzlichen Genomsequenzen von Arabidopsis thaliana und Oryza sativa bot sich erstmals die Möglichkeit, die Mitglieder dieser Subfamilie für die jeweiligen Spezies zu bestimmen und in Umfang und Struktur zu vergleichen. Um die ständig in Veränderung begriffene und anwachsende Menge von nur teilweise annotierten genomischen Sequenzdaten zu durchsuchen wurden Algorithmen, Verfahren der Bioinformatik und Datenbankkonzepte entwickelt und zur Klassifizierung der R2R3-MYBs eingesetzt. Als Ergebnis dieser Analysen konnten 24 R2R3-MYB-Gene, drei 3R-MYB-Gene und ein 4R-MYB aus Arabidopsis thaliana und 114 R2R3-MYB-Gene, fünf 3R-MYB-Gene und ein 4R Gen aus Oryza sativa neu beschrieben und eingeordnet werden. Die Anzahl der R2R3-MYB-Gene und ihre Einordnung in Gruppen unterstützen die These, dass die Amplifikation der R2R3-MYB-Genfamilie vor der Aufspaltung der Pflanzen in Dikotyledonen und Monokotyledonen stattfand. Zudem ergaben vergleichende Analysen der C-terminalen Bereiche der R2R3-MYBProteinsequenzen aus beiden Organismen, dass die Motive trotz der Distanz der Organismen zueinander über große Zeiträume der Evolution konserviert worden sind. Programme und Datenbanken wurden so konzipiert, dass sie für weitere Fragestellungen eingesetzt werden können.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated title:

Title	Language
Comparative analysis of transcription factor gene families specifically the R2R3 MYB transcription factors of thale cress (Arabidopsis thaliana) and rice (Oryza sativa) using bioinformatics methods	English

Translated abstract:

Abstract

Language

The family of MYB transcription factors is conserved among eukaryotic organisms and regulates a number of cellular processes. Here, the identification and structural characterization of R2R3-MYBs, a plant-specific subfamily of MYB transcription factors, is described. R2R3-MYBs carry a highly conserved DNA-binding domain of two repetitive sequences. The now available genomic sequences of Arabidopsis thaliana and Oryza sativa for the first time allowed the complete detection of all R2R3-MYB family members in the corresponding organisms and their comparison in terms of species-dependent structure and abundance. For the handling of increasing and continuously changing information on so far only partially annotated genomic sequence data, algorithms, bioinformatics techniques and database concepts were developed and employed for R2R3-MYB factor classification. 24 R2R3-MYB genes, 3 3R-MYB genes and 1 4R-MYB from Arabidopsis thaliana und 114 R2R3-MYB genes, 5 3R-MYB genes and one 4R-MYB gene of Oryza sativa were thus newly described and grouped. The number of R2R3-MYB genes and their classification support the hypothesis that amplification of R2R3-MYBs occurred prior to the separation of plants into monocots and dicots. In addition comparative analyses of the C-terminal regions of from both organisms further revealed that motives have remained conserved despite the large evolutionary difference between these species. Software and databases developed for the analyses of R2R3-MYBs are generally applicable and can be used for other analyses.

English

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