Original Title: Treatment of 5-Azacytidine as DNA Demethylating Agent in Jatropha curcas L.
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការព្យាបាលដោយប្រើប្រាស់ 5-Azacytidine ជាភ្នាក់ងារដកមេទីល DNA នៅក្នុងរុក្ខជាតិល្ហុងខ្វង (Jatropha curcas L.)

ចំណងជើងដើម៖ Treatment of 5-Azacytidine as DNA Demethylating Agent in Jatropha curcas L.

អ្នកនិពន្ធ៖ Thiti Kanchanaketu (Department of Genetics, Faculty of Science, Kasetsart University), Vipa Hongtrakul (Department of Genetics, Faculty of Science, Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2015, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Genetics and Plant Biology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងស៊ើបអង្កេតពីតួនាទីនៃ DNA methylation ក្នុងការលូតលាស់ និងការបញ្ចេញហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិល្ហុងខ្វង (Jatropha curcas L.) ដែលជាដំណាំសក្តានុពលសម្រាប់ផលិតជីវម៉ាស៊ូត ដោយប្រើប្រាស់ភ្នាក់ងារដកមេទីល 5-azacytidine (AzaC)។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះត្រូវបានអនុវត្តទាំងនៅក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ និងតាមរយៈការបណ្តុះអំប្រ៊ីយ៉ុង ដោយតាមដានលក្ខណៈរូបសាស្ត្រ និងវិភាគកម្រិតម៉ូលេគុលនៃហ្សែន។

ការព្យាបាលដោយសារធាតុ 5-azacytidine (AzaC Treatment)
ការវិភាគភាពចម្រុះនៃការបន្ថែមមេទីលដោយបច្ចេកទេស MSAP (Methylation Sensitive Amplification Polymorphism)
ការស្វែងរកហ្សែនដែលបញ្ចេញសកម្មភាពខុសគ្នា (cDNA-AFLP Analysis)
ការវាស់ស្ទង់កម្រិតសកម្មភាពហ្សែនដោយម៉ាស៊ីន (RT-PCR Analysis)

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

រុក្ខជាតិដែលទទួលបានការព្យាបាលដោយ AzaC បានបង្ហាញពីភាពមិនប្រក្រតីនៃរូបសាស្ត្រ ដូចជាការកោងដើម ដើមទាប និងមានអត្រាស្លាប់ច្រើនជាង 30% ដោយសារការបរាជ័យក្នុងការលូតលាស់ឫស។
លទ្ធផលវិភាគ cDNA-AFLP បានបង្ហាញថាហ្សែនដែលបញ្ចេញសកម្មភាពខុសគ្នាភាគច្រើនគឺជាប្រភេទស៊េរីនៃធាតុផ្លាស់ទី (Retroelement derivatives)។
ការវិភាគ RT-PCR បានបញ្ជាក់ថា មានតែហ្សែន DRM និង Dnmt2 ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបង្កើនសកម្មភាព (Up-regulated) នៅក្នុងរុក្ខជាតិដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ AzaC ដែលគាំទ្រសម្មតិកម្មថាវាធ្វើឱ្យមានសកម្មភាពឡើងវិញនូវការផ្លាស់ទីនៃហ្សែន (Transposable elements)។

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method)	គុណសម្បត្តិ (Pros)	គុណវិបត្តិ (Cons)	លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
MSAP (Methylation Sensitive Amplification Polymorphism) បច្ចេកទេស MSAP (ការវិភាគភាពចម្រុះនៃការបន្ថែមមេទីលលើ DNA)	អាចរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរ DNA methylation នៅកម្រិតនីយក្លេអូទីតបានយ៉ាងទូលំទូលាយ ដោយមិនចាំបាច់ស្គាល់សេកង់ហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិទាំងមូលឡើយ។	មិនអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណ ឬមុខងាររបស់ហ្សែនដែលទទួលរងការផ្លាស់ប្តូរបានទេ លុះត្រាតែមានការយកទៅកាត់សេកង់ (Sequencing) បន្ត។	បានបញ្ជាក់ដោយជោគជ័យថាសារធាតុ AzaC ពិតជាបានធ្វើឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរ DNA methylation នៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិ (បង្កើតបានបំណែក DNA ថ្មីៗខុសពីធម្មតា)។
cDNA-AFLP (cDNA-Amplified Fragment Length Polymorphism) បច្ចេកទេស cDNA-AFLP (ការវិភាគភាពខុសគ្នានៃប្រវែងបំណែកហ្សែនសកម្ម)	មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការស្វែងរកហ្សែនដែលបញ្ចេញសកម្មភាពខុសប្រក្រតីនៅទូទាំងប្រព័ន្ធ Transcriptome ដោយប្រៀបធៀបរវាងរុក្ខជាតិធម្មតា និងរុក្ខជាតិរងការព្យាបាល។	ទាមទារការងារស្មុគស្មាញច្រើនក្នុងការកាត់ត និងវិភាគសេកង់ ហើយជារឿយៗរកឃើញតែហ្សែន ឬបំណែក DNA ដែលមិនទាន់មានទិន្នន័យបញ្ជាក់ពីមុខងារច្បាស់លាស់នៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យ។	បានរកឃើញហ្សែនដែលបញ្ចេញសកម្មភាពខុសគ្នា ដោយភាគច្រើនត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណថាជាប្រភេទស៊េរីនៃធាតុផ្លាស់ទី (Retroelement derivatives)។
RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) បច្ចេកទេស RT-PCR (ការវាស់ស្ទង់កម្រិតបញ្ចេញសកម្មភាពហ្សែនគោលដៅ)	មានភាពសុក្រឹត និងភាពរសើបខ្ពស់ក្នុងការវាស់ស្ទង់កម្រិតនៃការបញ្ចេញសកម្មភាពរបស់ហ្សែនគោលដៅជាក់លាក់ណាមួយបានយ៉ាងរហ័ស។	តម្រូវឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវស្គាល់សេកង់ហ្សែនជាមុន ដើម្បីអាចរចនា Primer សម្រាប់ចាប់យកហ្សែននោះយកមកវិភាគបាន។	បានបង្ហាញឱ្យឃើញថា មានតែហ្សែន DNA methyltransferase ប្រភេទ DRM និង Dnmt2 ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបង្កើនសកម្មភាព (Up-regulated) ក្រោយការព្យាបាលដោយ AzaC។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារធនធានមន្ទីរពិសោធន៍ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុលកម្រិតខ្ពស់ និងបរិក្ខារសម្រាប់ការបណ្តុះជាលិការុក្ខជាតិ។

Chemicals & Reagents: សារធាតុ 5-azacytidine (AzaC), ទឹកថ្នាំចម្រាញ់ RNA (Trizol reagent), អង់ស៊ីមកាត់ DNA (Restriction enzymes: MseI និង MspI) និង RT-PCR kit ព្រមទាំង Adapter និង Primer ផ្សេងៗ។
Hardware: ម៉ាស៊ីន PCR (Thermocycler), ឧបករណ៍ Electrophoresis (Polyacrylamide និង Agarose gel) សម្រាប់មើល DNA/RNA, និងបន្ទប់បណ្តុះជាលិកា (Tissue culture room) ព្រមទាំងផ្ទះកញ្ចក់សម្រាប់ដាំដុះ។
Expertise: ត្រូវការអ្នកជំនាញផ្នែកសែនទិករុក្ខជាតិ (Plant Genetics), ជំនាញខាងបណ្តុះជាលិកា និងជំនាញជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics) ដើម្បីវិភាគទិន្នន័យសេកង់ហ្សែន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសថៃ លើពូជល្ហុងខ្វង KUBP78-9 នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌផ្ទះកញ្ចក់ និងការបណ្តុះជាលិកា។ ដោយសារប្រទេសកម្ពុជាមានអាកាសធាតុ និងលក្ខខណ្ឌដីស្រដៀងគ្នានឹងប្រទេសថៃ លទ្ធផលនេះមានភាពពាក់ព័ន្ធខ្ពស់ ប៉ុន្តែប្រតិកម្ម និងអត្រារស់រានមានជីវិតអាចមានភាពខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចចំពោះពូជល្ហុងខ្វងក្នុងស្រុករបស់កម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រ និងរបកគំហើញពីការសិក្សានេះ មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវកែលម្អពូជដំណាំ និងវិស័យជីវថាមពលនៅកម្ពុជា។

វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍កសិកម្មកម្ពុជា (CARDI) និងសាកលវិទ្យាល័យភូមិន្ទកសិកម្ម (RUA): អាចប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស Epigenetics នេះ (ដូចជាការព្យាបាលដោយ AzaC) ដើម្បីបង្កើតបំរែបំរួលលក្ខណៈរូបសាស្ត្ររុក្ខជាតិសម្រាប់កម្មវិធីបង្កាត់ពូជ ដោយមិនចាំបាច់រង់ចាំការបំប្លែងសែនតាមបែបធម្មជាតិដែលស៊ីពេលយូរ។
ការអភិវឌ្ឍដំណាំជីវថាមពលនៅតំបន់ដីស្ងួត (ឧទាហរណ៍៖ ខេត្តកំពង់ស្ពឺ និងបន្ទាយមានជ័យ): ដំណាំល្ហុងខ្វង (Jatropha curcas) ជាដំណាំសក្តានុពលសម្រាប់ផលិតជីវម៉ាស៊ូត។ ការយល់ដឹងពីយន្តការគ្រប់គ្រងហ្សែនតាមរយៈ DNA methylation អាចជួយឱ្យគេស្វែងរកពូជដែលអាចលូតលាស់បានល្អក្នុងលក្ខខណ្ឌខ្វះទឹក ឬដីមិនសូវមានជីជាតិ។

ជារួម ការស្វែងយល់ពីយន្តការ DNA methylation អាចជួយឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកម្ពុជាអភិវឌ្ឍពូជដំណាំសេដ្ឋកិច្ច ឬដំណាំថាមពល ដែលធន់នឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុបានកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព និងឆាប់រហ័ស។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះពី Epigenetics នៃរុក្ខជាតិ: ចាប់ផ្តើមដោយការសិក្សាពីតួនាទីរបស់ DNA methylation, DNA methyltransferase genes និងធាតុផ្លាស់ទី (Transposable elements) តាមរយៈឯកសារស្រាវជ្រាវដែលមានស្រាប់ ព្រមទាំងទាញយកទិន្នន័យហ្សែនរបស់ Jatropha curcas ពីមូលដ្ឋានទិន្នន័យ ជប៉ុន (Kazusa DNA Research Institute) ដើម្បីធ្វើជាឯកសារយោងសេកង់ហ្សែន។
អនុវត្តការបណ្តុះជាលិកា និងការព្យាបាលដោយសារធាតុគីមី: រៀបចំបណ្តុះគ្រាប់ពូជ ឬអំប្រ៊ីយ៉ុងរុក្ខជាតិនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានផ្ទះកញ្ចក់ និងទំពាំងបាយជូរ (MS medium)។ អនុវត្តការព្យាបាលដោយប្រើសារធាតុគីមី 5-azacytidine (AzaC) ក្នុងកំហាប់ខុសៗគ្នា (ឧទាហរណ៍ 100 µM ដល់ 500 µM) និងតាមដានការលូតលាស់ និងការប្រែប្រួលទម្រង់រូបសាស្ត្រជាប្រចាំ។
ការទាញយក អាស៊ីតនីយក្លេអ៊ីក និងវិភាគភាពចម្រុះ: អនុវត្តការចម្រាញ់ RNA ដោយប្រើ Trizol reagent និង DNA ចេញពីរុក្ខជាតិគោលដៅ។ បន្ទាប់មក ប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស MSAP និង cDNA-AFLP ដោយកាត់បំណែក DNA ជាមួយអង់ស៊ីម MseI និង MspI ដើម្បីប្រៀបធៀបភាពខុសគ្នានៃក្រាហ្វិកម៉ូលេគុលរវាងរុក្ខជាតិធម្មតា និងរុក្ខជាតិរងការព្យាបាល។
វិភាគទិន្នន័យជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics): កាត់យកបន្ទះ DNA ដែលមានទំហំខុសគ្នា (Polymorphic bands) ចេញពីជែល (Gel) យកទៅធ្វើ Sequencing។ ប្រើប្រាស់កម្មវិធី BLAST នៅក្នុង NCBI និងកម្មវិធី TE Class program ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់រកមុខងាររបស់ហ្សែន និងវាយតម្លៃវត្តមានរបស់ធាតុផ្លាស់ទី (Transposable elements)។
ផ្ទៀងផ្ទាត់កម្រិតសកម្មភាពហ្សែនតាមរយៈ RT-PCR: រចនា Primer ជាក់លាក់សម្រាប់ហ្សែនគោលដៅដូចជា METI, CMT3, DRM, និង Dnmt2។ ប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស RT-PCR ដើម្បីវាស់ស្ទង់កម្រិតនៃការបញ្ចេញសកម្មភាពរបស់ហ្សែនទាំងនេះ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីឥទ្ធិពលនៃការដកមេទីលពី DNA ទៅលើយន្តការលូតលាស់របស់រុក្ខជាតិ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស	ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation)	និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
DNA methylation (ការបន្ថែមម៉ូលេគុលមេទីលលើ DNA)	យន្តការមួយនៃអេពីហ្សេនេទិក (Epigenetics) ដែលកោសិការុក្ខជាតិបន្ថែមម៉ូលេគុលមេទីល (Methyl group) ទៅលើសេកង់ DNA ដើម្បីបិទ ឬបន្ថយសកម្មភាពនៃការបញ្ចេញហ្សែន ដោយមិនបានផ្លាស់ប្តូរតួអក្សរនៃសេកង់ DNA ដើមឡើយ។	ដូចជាការបិទស្កុតទាបលើកុងតាក់ភ្លើង ដើម្បីកុំឱ្យគេបើកវាបាន ប៉ុន្តែអំពូលភ្លើងនិងខ្សែភ្លើងនៅដដែលមិនមានការផ្លាស់ប្តូរទេ។
5-azacytidine (សារធាតុ 5-azacytidine / ភ្នាក់ងារដកមេទីល)	សារធាតុគីមីមួយប្រភេទដែលដើរតួជាភ្នាក់ងាររារាំងមិនឱ្យមានការបន្ថែមមេទីលលើ DNA (DNA demethylating agent) ដែលធ្វើឱ្យហ្សែន ឬធាតុផ្លាស់ទីដែលធ្លាប់តែត្រូវបិទ ត្រឡប់មកបញ្ចេញសកម្មភាពវិញ។	ដូចជាទឹកថ្នាំលាងជ័រស្កុតដែលគេបិទលើកុងតាក់ភ្លើង ដើម្បីឱ្យគេអាចចុចកុងតាក់នោះបានឡើងវិញងាយស្រួល។
Transposable element / TE (ធាតុផ្លាស់ទី / ហ្សែនចល័ត)	បំណែក DNA ពិសេសដែលអាចបម្លាស់ទី ឬថតចម្លងខ្លួនឯងពីទីតាំងមួយទៅទីតាំងមួយទៀតនៅក្នុងហ្សែណូម (Genome) របស់កោសិកា ដែលជួនកាលអាចបង្កឱ្យមានបំរែបំរួលរូបរាង ឬបង្អាក់ការលូតលាស់។ ជារឿយៗវាត្រូវបានបិទមិនឱ្យធ្វើចលនាដោយយន្តការ DNA methylation។	ដូចជាពាក្យឬឃ្លានៅក្នុងសៀវភៅដែលអាចលោតផ្លាស់ប្តូរទីតាំងទំព័រដោយខ្លួនឯង ធ្វើឱ្យអត្ថន័យនៃសាច់រឿងមានការប្រែប្រួល។
DNA methyltransferase (អង់ស៊ីម DNA methyltransferase)	ជាក្រុមអង់ស៊ីម (ដូចជា METI, CMT3, DRM, និង Dnmt2) ដែលមានតួនាទីជាអ្នកដឹកនាំនិងភ្ជាប់ម៉ូលេគុលមេទីលទៅលើទីតាំងគោលដៅនៃខ្សែ DNA ដើម្បីគ្រប់គ្រងសកម្មភាពហ្សែនអំឡុងពេលលូតលាស់។	ដូចជាជាងសំណង់ដែលយកស៊ីម៉ងត៍ (មេទីល) ទៅបិទជិតទ្វារបន្ទប់ណាមួយ ដើម្បីកុំឱ្យនរណាម្នាក់ចេញចូលបាន។
Methylation Sensitive Amplification Polymorphism / MSAP (បច្ចេកទេសវិភាគ MSAP)	បច្ចេកទេសម៉ូលេគុលសម្រាប់រកមើលនិងប្រៀបធៀបភាពខុសគ្នានៃការបន្ថែមមេទីលនៅលើ DNA រវាងសំណាកពីរថ្នាក់ ដោយប្រើអង់ស៊ីមកាត់ DNA ដែលមានប្រតិកម្ម ឬរស្មីចំពោះវត្តមានម៉ូលេគុលមេទីល។	ដូចជាការប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនស្កេនដើម្បីរកមើលថាតើមានបន្ទប់ណាខ្លះនៅក្នុងអគារដែលត្រូវបានចាក់សោ (មានមេទីល) និងបន្ទប់ណាដែលបើកចំហ។
RNA-directed DNA methylation / RdDM (ការបន្ថែមមេទីលលើ DNA ដឹកនាំដោយ RNA)	យន្តការស្មុគស្មាញមួយនៅក្នុងរុក្ខជាតិ ដែលម៉ូលេគុល RNA ខ្នាតតូច ជួយនាំផ្លូវដល់អង់ស៊ីមទៅបន្ថែមមេទីលនៅទីតាំងជាក់លាក់លើ DNA ជាពិសេសដើម្បីបិទដំណើរការរបស់ហ្សែនចល័ត (Transposable elements) មិនឱ្យរំខានដល់កោសិកា។	ដូចជាផែនទី GPS ដែលចង្អុលបង្ហាញផ្លូវឱ្យប៉ូលីស (អង់ស៊ីម) ទៅចាប់ជនសង្ស័យ (ហ្សែនចល័ត) ដល់ទីតាំងលាក់ខ្លួនច្បាស់លាស់។
Epigenetic regulation (ការគ្រប់គ្រងតាមយន្តការអេពីហ្សេនេទិក)	ដំណើរការនៃការគ្រប់គ្រងសកម្មភាពនិងការបញ្ចេញហ្សែនរបស់ភាវៈរស់ ដោយមិនមានការផ្លាស់ប្តូរលំដាប់តួអក្សរនៃក្រមសេនេទិច (DNA sequence) ប៉ុន្តែតាមរយៈការកែប្រែទម្រង់ខាងក្រៅដូចជា DNA methylation ដើម្បីឆ្លើយតបនឹងបរិស្ថាន។	ដូចជាការអានសៀវភៅដដែល ប៉ុន្តែអ្នកអាចជ្រើសរើសអានឮៗ ឬអានក្នុងចិត្ត ដោយមិនបាច់កែប្រែអក្សរក្នុងសៀវភៅនោះឡើយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖