Сүрөт: Өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн салттуу ыкмалары түргө мүнөздүү жана эмгекти көп талап кылган гормондор сыяктуу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттарды колдонууну талап кылат. Жаңы изилдөөдө окумуштуулар өсүмдүк клеткаларынын дедифференциациясына (клеткалардын көбөйүшү) жана редифференциациясына (органогенез) катышкан гендердин функциясын жана экспрессиясын жөнгө салуу менен өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн жаңы системасын иштеп чыгышты. Кененирээк көрүү
Өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн салттуу ыкмаларын колдонууну талап кылатөсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттарсыяктуугормонs, ал түргө мүнөздүү жана эмгекти көп талап кыла алат. Жаңы изилдөөдө окумуштуулар өсүмдүк клеткаларынын дедифференциациясына (клеткалардын көбөйүшү) жана редифференциациясына (органогенез) катышкан гендердин функциясын жана экспрессиясын жөнгө салуу менен өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн жаңы системасын иштеп чыгышты.
Өсүмдүктөр көп жылдар бою жаныбарлар жана адамдар үчүн негизги азык булагы болуп келген. Мындан тышкары, өсүмдүктөр ар кандай фармацевтикалык жана терапиялык кошулмаларды алуу үчүн колдонулат. Бирок, аларды туура эмес колдонуу жана азык-түлүккө болгон суроо-талаптын өсүшү өсүмдүктөрдү көбөйтүүнүн жаңы ыкмаларына болгон муктаждыкты баса белгилейт. Өсүмдүк биотехнологиясындагы жетишкендиктер климаттын өзгөрүшүнө туруктуу жана өндүрүмдүү болгон генетикалык жактан модификацияланган (ГМ) өсүмдүктөрдү өндүрүү менен келечектеги азык-түлүк жетишсиздигин чече алат.
Албетте, өсүмдүктөр бир "тотипотенттик" клеткадан (бир нече клетка түрлөрүн пайда кыла турган клетка) таптакыр жаңы өсүмдүктөрдү ар кандай түзүлүштөгү жана функциядагы клеткаларга деприфференциациялоо жана кайра дифференциациялоо аркылуу калыбына келтире алышат. Мындай тотипотенттик клеткаларды өсүмдүк ткандарын өстүрүү аркылуу жасалма шартташтыруу өсүмдүктөрдү коргоо, көбөйтүү, трансгендик түрлөрдү өндүрүү жана илимий изилдөө максаттарында кеңири колдонулат. Салт боюнча, өсүмдүктөрдү калыбына келтирүү үчүн ткандарды өстүрүү клеткалардын дифференциациясын көзөмөлдөө үчүн ауксиндер жана цитокининдер сыяктуу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды (GGR) колдонууну талап кылат. Бирок, оптималдуу гормоналдык шарттар өсүмдүктүн түрүнө, өстүрүү шарттарына жана ткандын түрүнө жараша бир топ өзгөрүшү мүмкүн. Ошондуктан, оптималдуу изилдөө шарттарын түзүү убакытты жана эмгекти көп талап кылган иш болушу мүмкүн.
Бул көйгөйдү чечүү үчүн доцент Томоко Икава Чиба университетинин доценти Май Ф. Минамикава, Нагоя университетинин Био-айыл чарба илимдери боюнча аспирантурасынын профессору Хитоши Сакакибара жана RIKEN CSRS компаниясынын эксперт-техники Микико Кожима менен биргеликте өсүмдүктөрдү жөнгө салуу аркылуу башкаруунун универсалдуу ыкмасын иштеп чыгышты. Өсүмдүктөрдүн регенерациясына жетүү үчүн "өнүгүү жагынан жөнгө салынган" (DR) клетка дифференциациясынын гендерин экспрессиялоо. 2024-жылдын 3-апрелинде "Өсүмдүк илиминин чек аралары" китебинин 15-томунда жарыяланган доктор Икава алардын изилдөө иши жөнүндө кошумча маалымат берип, мындай деп билдирди: "Биздин система тышкы PGRлерди колдонбойт, тескерисинче, сүт эмүүчүлөрдө индукцияланган плюрипотенттүү клеткаларга окшош клеткалардын дифференциациясын көзөмөлдөө үчүн транскрипция факторунун гендерин колдонот".
Изилдөөчүлөр Arabidopsis thaliana (үлгү өсүмдүк катары колдонулган) өсүмдүгүнөн алынган эки DR генин, BABY BOOM (BBM) жана WUSCHEL (WUS) эктопиялык түрдө экспрессиялап, алардын тамекинин, салаттын жана петуниянын ткандык культурасында дифференциацияланышына тийгизген таасирин изилдешкен. BBM эмбрионалдык өнүгүүнү жөнгө салуучу транскрипция факторун коддосо, WUS өркүнүн апикалдык меристемасы аймагында өзөк клеткаларынын иденттүүлүгүн сактаган транскрипция факторун коддойт.
Алардын эксперименттери көрсөткөндөй, Arabidopsis BBM же WUS экспрессиясы тамеки жалбырагынын тканында клеткалардын дифференциациясын индукциялоо үчүн жетишсиз. Ал эми, функционалдык жактан күчөтүлгөн BBM жана функционалдык жактан модификацияланган WUS биргелешип экспрессияланышы тездетилген автономдуу дифференциация фенотипин индукциялайт. ПЦРди колдонбостон, трансгендик жалбырак клеткалары каллуска (уюшпаган клетка массасына), жашыл орган сымал структураларга жана адвентивдик бүчүрлөргө дифференциацияланат. Ген транскрипттерин сандык жактан аныктоо үчүн колдонулган ыкма болгон сандык полимераз чынжыр реакциясы (qPCR) анализи Arabidopsis BBM жана WUS экспрессиясы трансгендик каллустардын жана бүчүрлөрдүн пайда болушу менен корреляцияланганын көрсөттү.
Фитогормондордун клеткалардын бөлүнүүсүндөгү жана дифференциациясындагы чечүүчү ролун эске алуу менен, изилдөөчүлөр трансгендик өсүмдүк өсүмдүктөрүндөгү алты фитогормондун, атап айтканда, ауксин, цитокинин, абсциз кислотасы (ABA), гиббереллин (GA), жасмон кислотасы (JA), салицил кислотасынын (SA) жана анын метаболиттеринин деңгээлин сандык жактан аныкташкан. Алардын жыйынтыктары клеткалар органдарга дифференциацияланган сайын активдүү ауксиндин, цитокининдин, ABA жана активдүү эмес GA деңгээли жогорулай турганын көрсөттү, бул алардын өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясындагы жана органогенезиндеги ролун баса белгилейт.
Мындан тышкары, изилдөөчүлөр активдүү дифференциацияны көрсөткөн трансгендик клеткалардагы ген экспрессиясынын үлгүлөрүн баалоо үчүн ген экспрессиясын сапаттык жана сандык анализдөө ыкмасы болгон РНК секвенирлөө транскриптомдорун колдонушкан. Алардын жыйынтыктары клеткалардын көбөйүшү жана ауксин менен байланышкан гендер дифференциацияланган жөнгө салынган гендерге бай экенин көрсөттү. qPCRди колдонуу менен андан ары изилдөө трансгендик клеткаларда өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясын, метаболизмин, органогенезди жана ауксин реакциясын жөнгө салуучу гендерди кошо алганда, төрт гендин экспрессиясы жогорулаганын же төмөндөгөнүн көрсөттү.
Жалпысынан алганда, бул жыйынтыктар өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн жаңы жана ар тараптуу ыкмасын ачып берет, ал ПЦРди сырттан колдонууну талап кылбайт. Мындан тышкары, бул изилдөөдө колдонулган система өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясынын негизги процесстерин түшүнүүбүздү жакшыртып, пайдалуу өсүмдүк түрлөрүнүн биотехнологиялык тандоосун жакшыртышы мүмкүн.
Доктор Икава өзүнүн эмгегинин колдонулушунун потенциалдуу мүмкүнчүлүктөрүн белгилеп: "Бул система ПЦРдин кереги жок трансгендик өсүмдүк клеткаларынын клеткалык дифференциациясын индукциялоо үчүн куралды камсыз кылуу менен өсүмдүктөрдүн селекциясын жакшырта алат. Ошондуктан, трансгендик өсүмдүктөр продукт катары кабыл алына электе, коом өсүмдүктөрдүн селекциясын тездетип, ага байланыштуу өндүрүш чыгымдарын азайтат", - деди.
Доцент Томоко Игава жөнүндө Доктор Томоко Икава - Жапониянын Чиба университетинин Молекулярдык өсүмдүктөр илимдери борборунун Багбанчылык боюнча аспирантурасынын жана Космостук айыл чарба жана багбанчылык изилдөөлөр борборунун доценти. Анын изилдөө кызыкчылыктарына өсүмдүктөрдүн жыныстык көбөйүшү жана өнүгүүсү, ошондой эле өсүмдүктөрдүн биотехнологиясы кирет. Анын иши ар кандай трансгендик системаларды колдонуу менен жыныстык көбөйүүнүн жана өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясынын молекулярдык механизмдерин түшүнүүгө багытталган. Ал бул тармактарда бир нече басылмаларга ээ жана Жапониянын Өсүмдүктөр биотехнологиясы коомунун, Япониянын Ботаникалык коомунун, Жапон өсүмдүктөрдү селекциялоо коомунун, Жапон өсүмдүктөр физиологдорунун коомунун жана Өсүмдүктөрдүн жыныстык көбөйүшүн изилдөө боюнча эл аралык коомдун мүчөсү.
Гормондорду сырттан колдонбостон трансгендик клеткалардын автономдуу дифференциациясы: эндогендик гендердин экспрессиясы жана фитогормондордун жүрүм-туруму
Авторлор изилдөө кызыкчылыктардын кагылышуусу катары чечмелениши мүмкүн болгон эч кандай коммерциялык же каржылык мамилелер жок болгон учурда жүргүзүлгөнүн билдиришет.
Эскертүү: AAAS жана EurekAlert EurekAlert сайтында жарыяланган пресс-релиздердин тактыгы үчүн жооптуу эмес! Маалымат берген уюм тарабынан же EurekAlert системасы аркылуу маалыматтын кандайдыр бир колдонулушуна тыюу салынат.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 22-августу