Сүрөт: Өсүмдүктөрдү регенерациялоонун салттуу ыкмалары өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу гормондорду колдонууну талап кылат, алар түргө өзгөчө жана эмгекти талап кылат. Жаңы изилдөөдө илимпоздор өсүмдүк клеткаларынын dedifferentiation (клетка пролиферациясы) жана редифференциациясына (органогенезине) катышкан гендердин функциясын жана экспрессиясын жөнгө салуу аркылуу жаңы өсүмдүктөрдү регенерациялоо системасын иштеп чыгышты. Көбүрөөк көрүү
Өсүмдүктөрдү калыбына келтирүүнүн салттуу ыкмалары колдонууну талап кылатөсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтарсыяктуугормонс, бул түргө өзгөчө жана эмгекти талап кылуучу болушу мүмкүн. Жаңы изилдөөдө илимпоздор өсүмдүк клеткаларынын dedifferentiation (клетка пролиферациясы) жана редифференциациясына (органогенезине) катышкан гендердин функциясын жана экспрессиясын жөнгө салуу аркылуу жаңы өсүмдүктөрдү регенерациялоо системасын иштеп чыгышты.
Өсүмдүктөр көп жылдар бою жаныбарлар менен адамдардын негизги азык булагы болуп келген. Мындан тышкары, өсүмдүктөр ар кандай фармацевтикалык жана терапиялык кошулмаларды алуу үчүн колдонулат. Бирок, алардын туура эмес колдонулушу жана тамак-ашка болгон суроо-талаптын өсүп жатышы өсүмдүктөрдү асылдандыруунун жаңы ыкмаларынын зарылдыгын көрсөтүп турат. Өсүмдүк биотехнологиясынын жетишкендиктери келечектеги азык-түлүк жетишсиздигин гендик жактан өзгөртүлгөн (GM) өсүмдүктөрдү өндүрүү аркылуу чечиши мүмкүн, алар көбүрөөк жемиштүү жана климаттын өзгөрүшүнө туруктуу.
Албетте, өсүмдүктөр бир "тотипотенттүү" клеткадан (бир нече клетка түрлөрүн пайда кыла ала турган клетка) ар кандай түзүлүшү жана функциялары бар клеткаларга дифференциациялоо жана кайра дифференциациялоо аркылуу таптакыр жаңы өсүмдүктөрдү калыбына келтире алышат. Мындай тотипотенттик клеткаларды өсүмдүк кыртышынын культурасы аркылуу жасалма кондициялоо өсүмдүктөрдү коргоо, көбөйтүү, трансгендик түрлөрдү өндүрүү жана илимий изилдөө максаттарында кеңири колдонулат. Салттуу түрдө, өсүмдүктөрдүн регенерациясы үчүн кыртыш маданияты клетканын дифференциациясын көзөмөлдөө үчүн ауксиндер жана цитокининдер сыяктуу өсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлорун (GGRs) колдонууну талап кылат. Бирок, оптималдуу гормоналдык шарттар өсүмдүк түрүнө, маданият шарттарына жана кыртыштын түрүнө жараша олуттуу түрдө өзгөрүшү мүмкүн. Ошондуктан геологиялык чалгындоо иштеринин оптималдуу шарттарын түзүү көп убакытты жана эмгекти көп талап кылган иш болушу мүмкүн.
Бул көйгөйдү жеңүү үчүн доцент Томоко Икава Чиба университетинен доцент Май Ф. Минамикава, Нагоя университетинин Био-айыл чарба илимдеринин жогорку мектебинен профессор Хитоши Сакакибара жана RIKEN CSRS башкаруусунун универсалдуу ыкмасы аркылуу эксперт-техник Микико Кожима менен биргелешип иштеп чыгышты. Өсүмдүктөрдүн регенерациясына жетишүү үчүн "өнүккөн түрдө жөнгө салынган" (DR) клетканын дифференциациялоо гендерин көрсөтүү. 2024-жылдын 3-апрелинде «Frontiers in Plant Science» журналынын 15-томунда жарыяланган доктор Икава алардын изилдөө иштери тууралуу кошумча маалымат берип, мындай деп билдирди: «Биздин система тышкы PGRлерди колдонбойт, анын ордуна клетканын дифференциациясын көзөмөлдөө үчүн транскрипция факторунун гендерин колдонот. Сүт эмүүчүлөрдүн индукцияланган плюрипотенттүү клеткаларына окшош».
Окумуштуулар Arabidopsis thalianaдан (үлгү өсүмдүк катары колдонулган) эки DR генин, BABY BOOM (BBM) жана WUSCHEL (WUS) эктопикалык түрдө экспрессиялашты жана алардын тамеки, салат жана петуниянын кыртыш маданиятынын дифференциациясына тийгизген таасирин изилдешти. BBM эмбрионалдык өнүгүүнү жөнгө салуучу транскрипция факторун коддойт, ал эми WUS бүчүрүнүн апикалдык меристема аймагындагы өзөк клеткасынын иденттүүлүгүн сактаган транскрипция факторун коддойт.
Алардын эксперименттери Arabidopsis BBM же WUS экспрессиясы гана тамеки жалбырагы кыртышында клетка дифференциациясын индукциялоо үчүн жетиштүү эмес экенин көрсөттү. Ал эми, функционалдык жактан өркүндөтүлгөн BBM менен функционалдык жактан өзгөртүлгөн WUSдун биргелешкен экспрессиясы тездетилген автономдуу дифференциация фенотипине түрткү берет. ПТРди колдонбостон, трансгендик жалбырак клеткалары каллуска (диорганизацияланбаган клетка массасы), жашыл орган сымал структураларга жана күтүлбөгөн бүчүрлөргө дифференцияланган. Сандык полимераздык чынжыр реакциясы (qPCR) анализи, ген транскрипттеринин санын аныктоо үчүн колдонулган ыкма, Arabidopsis BBM жана WUS экспрессиясы трансгендик калли жана бүчүрлөрдүн пайда болушу менен корреляцияланганын көрсөттү.
Клетканын бөлүнүүсүндө жана дифференциациясында фитогормондордун чечүүчү ролун эске алып, изилдөөчүлөр алты фитогормондун, атап айтканда, ауксин, цитокинин, абсциз кислотасы (ABA), гиббереллин (ГА), жасмон кислотасы (JA), салицил кислотасы (SA) жана анын трансгендик өсүмдүктөрдөгү метаболиттеринин деңгээлин аныкташкан. Алардын натыйжалары активдүү ауксиндин, цитокининдин, АБАнын жана активдүү эмес ГАнын деңгээли клеткалар органдарга дифференцияланган сайын көбөйөрүн көрсөтүп, алардын өсүмдүк клеткасынын дифференциациясындагы жана органогенезиндеги ролун баса белгилейт.
Мындан тышкары, изилдөөчүлөр активдүү дифференциацияны көрсөткөн трансгендик клеткалардагы ген экспрессиясынын үлгүлөрүн баалоо үчүн ген экспрессиясын сапаттык жана сандык талдоо ыкмасы болгон РНК секвенирлөөчү транскриптомдорду колдонушкан. Алардын натыйжалары клетканын көбөйүшүнө жана ауксинге тиешелүү гендер дифференциалдуу жөнгө салынган гендер менен байытылганын көрсөттү. qPCR аркылуу андан аркы текшерүү трансгендик клеткалар төрт гендин экспрессиясын көбөйтүп же азайтканын, анын ичинде өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясын, метаболизмин, органогенезин жана ауксин реакциясын жөнгө салуучу гендерди көрсөттү.
Жалпысынан алганда, бул жыйынтыктар ПТРдин тышкы колдонулушун талап кылбаган өсүмдүктөрдүн регенерациясына жаңы жана ар тараптуу мамилени ачып берет. Мындан тышкары, бул изилдөөдө колдонулган система өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясынын негизги процесстерин түшүнүүнү жакшыртат жана пайдалуу өсүмдүктөрдүн түрлөрүн биотехнологиялык тандоону жакшыртат.
Доктор Икава өзүнүн ишинин потенциалдуу колдонмолорун баса белгилеп, мындай деди: "Кабарланган система ПТРдин кереги жок трансгендик өсүмдүк клеткаларынын клеткалык дифференциациясын индукциялоочу куралды камсыз кылуу аркылуу өсүмдүктөрдүн селекциясын жакшыртышы мүмкүн. Ошондуктан, трансгендик өсүмдүктөр продукт катары кабыл алынганга чейин, коом өсүмдүктөрдүн тукумун тездетет жана аны менен байланышкан өндүрүштүк чыгымдарды азайтат."
Доцент Томоко Игава жөнүндө Доктор Томоко Икава Багбанчылык Жогорку мектебинин, Молекулярдык Өсүмдүк Илимдеринин Борборунун жана Космостук айыл чарба жана багбанчылыкты изилдөө борборунун ассистенти, Чиба университети, Япония. Анын илимий кызыкчылыктарына өсүмдүктөрдүн жыныстык көбөйүшү жана өнүгүүсү жана өсүмдүктөрдүн биотехнологиясы кирет. Анын иши жыныстык көбөйүүнүн молекулярдык механизмдерин жана ар кандай трансгендик системаларды колдонуу менен өсүмдүк клеткаларынын дифференциациясын түшүнүүгө багытталган. Анын бул тармактарда бир нече публикациялары бар жана Япониянын Өсүмдүктөрдүн биотехнология коомунун, Япониянын Ботаникалык коомунун, Жапон өсүмдүктөрүн өстүрүү коомунун, Жапон өсүмдүктөрдүн физиологдорунун коомунун жана Өсүмдүктөрдүн жыныстык көбөйүшүн изилдөө боюнча эл аралык коомдун мүчөсү.
Гормондорду тышкы колдонуусуз трансгендик клеткалардын автономдуу дифференциациясы: эндогендик гендердин экспрессиясы жана фитогормондордун жүрүм-туруму
Авторлор изилдөө кызыкчылыктардын потенциалдуу кагылышуусу катары чечмелениши мүмкүн болгон коммерциялык же финансылык мамилелердин жоктугунан жүргүзүлгөнүн жарыялашат.
Жоопкерчиликтен баш тартуу: AAAS жана EurekAlert EurekAlert сайтында жарыяланган пресс-релиздердин тактыгы үчүн жооптуу эмес! Маалыматты берүүчү уюм тарабынан же EurekAlert системасы аркылуу ар кандай маалыматты колдонуу.
Посттун убактысы: 22-август-2024