Сурет: Өсімдіктерді регенерациялаудың дәстүрлі әдістері түрге тән және еңбекті қажет ететін гормондар сияқты өсімдіктердің өсу реттегіштерін пайдалануды талап етеді. Жаңа зерттеуде ғалымдар өсімдік жасушаларының дедіфференциациясына (клетка пролиферациясына) және редифференциациясына (органогенезіне) қатысатын гендердің қызметі мен экспрессиясын реттеу арқылы өсімдік регенерациясының жаңа жүйесін жасады. Толығырақ көру
Өсімдіктерді қалпына келтірудің дәстүрлі әдістері қолдануды талап етедіөсімдіктердің өсу реттегіштерісияқтыгормонs, бұл түрге тән және еңбекті қажет ететін болуы мүмкін. Жаңа зерттеуде ғалымдар өсімдік жасушаларының дедіфференциациясына (клетка пролиферациясына) және редифференциациясына (органогенезіне) қатысатын гендердің қызметі мен экспрессиясын реттеу арқылы өсімдік регенерациясының жаңа жүйесін жасады.
Өсімдіктер көптеген жылдар бойы жануарлар мен адамдардың негізгі қорек көзі болды. Сонымен қатар, өсімдіктер әртүрлі фармацевтикалық және емдік қосылыстарды алу үшін қолданылады. Дегенмен, оларды дұрыс пайдаланбау және азық-түлікке сұраныстың артуы өсімдіктерді өсірудің жаңа әдістерінің қажеттілігін көрсетеді. Өсімдік биотехнологиясындағы жетістіктер өнімдірек және климаттың өзгеруіне төзімді генетикалық түрлендірілген (GM) өсімдіктерді шығару арқылы болашақ азық-түлік тапшылығын шеше алады.
Әрине, өсімдіктер бір «тотипотентті» жасушадан (бірнеше жасуша түрлерін тудыруы мүмкін жасуша) құрылымы мен функциялары әртүрлі жасушаларға дифференциялану және қайта дифференциялану арқылы мүлдем жаңа өсімдіктерді қалпына келтіре алады. Мұндай тотипотенттік жасушаларды өсімдік ұлпасының культурасы арқылы жасанды кондициялау өсімдіктерді қорғау, өсіру, трансгенді түрлерді өндіру және ғылыми зерттеу мақсаттарында кеңінен қолданылады. Дәстүрлі түрде өсімдік регенерациясына арналған ұлпа культурасы жасушалардың дифференциациясын бақылау үшін ауксиндер мен цитокининдер сияқты өсімдік өсу реттегіштерін (GGR) пайдалануды талап етеді. Дегенмен, оңтайлы гормондық жағдайлар өсімдік түріне, мәдениет жағдайларына және ұлпа түріне байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Сондықтан барлаудың оңтайлы жағдайын жасау көп уақытты қажет ететін және еңбекті көп қажет ететін міндет болуы мүмкін.
Бұл мәселені шешу үшін доцент Томоко Икава Чиба университетінің доценті Май Ф. Минамикава, Нагоя университетінің Био-ауылшаруашылық ғылымдары жоғары мектебінің профессоры Хитоши Сакакибара және RIKEN CSRS бақылауының әмбебап әдісін сарапшы техник Микико Кодзимамен бірге әзірледі. Өсімдік регенерациясына қол жеткізу үшін «дамыған реттелетін» (DR) жасушалық дифференциация гендерінің экспрессиясы. 2024 жылғы 3 сәуірде «Frontiers in Plant Science» журналының 15-томында жарияланған доктор Икава олардың зерттеу жұмыстары туралы қосымша ақпарат беріп, былай деді: «Біздің жүйе сыртқы PGR-терді пайдаланбайды, оның орнына жасушалардың дифференциациясын бақылау үшін транскрипция факторының гендерін пайдаланады. Сүтқоректілерде индукцияланған плюрипотентті жасушаларға ұқсас».
Зерттеушілер Arabidopsis thaliana (үлгі өсімдік ретінде пайдаланылады) екі DR генін, BABY BOOM (BBM) және WUSCHEL (WUS) эктопиялық түрде экспрессиялады және олардың темекі, салат және петунияның тін мәдениетінің дифференциациясына әсерін зерттеді. BBM эмбриональды дамуды реттейтін транскрипция факторын кодтайды, ал WUS өркеннің апикальды меристема аймағындағы дің жасушаларының сәйкестігін сақтайтын транскрипция факторын кодтайды.
Олардың эксперименттері арабидопсис BBM немесе WUS экспрессиясы темекі жапырағының тінінде жасушалардың дифференциациясын тудыру үшін жеткіліксіз екенін көрсетті. Керісінше, функционалды жақсартылған BBM және функционалдық түрлендірілген WUS бірлескен экспрессиясы жеделдетілген автономды дифференциация фенотипін тудырады. ПТР қолданбай, трансгенді жапырақ жасушалары каллусқа (организацияланбаған жасушалық масса), жасыл орган тәрізді құрылымдарға және кездейсоқ бүршіктерге бөлінеді. Сандық полимеразды тізбекті реакция (qPCR) талдауы, гендік транскрипттерді сандық анықтау үшін қолданылатын әдіс Arabidopsis BBM және WUS экспрессиясы трансгендік каллы мен өсінділердің қалыптасуымен корреляцияланғанын көрсетті.
Жасушаның бөлінуіндегі және дифференциациясындағы фитогормондардың шешуші рөлін ескере отырып, зерттеушілер алты фитогормонның, атап айтқанда ауксин, цитокинин, абсциз қышқылы (ABA), гиббереллин (ГА), жасмон қышқылы (JA), салицил қышқылы (SA) және оның трансгендік өсімдіктердегі метаболиттерінің деңгейлерін сандық түрде анықтады. Олардың нәтижелері белсенді ауксин, цитокинин, ABA және белсенді емес ГА деңгейлері жасушалардың мүшелерге дифференциациялануы кезінде өсетінін көрсетті, бұл олардың өсімдік жасушаларының дифференциациясындағы және органогенезіндегі рөлін көрсетеді.
Сонымен қатар, зерттеушілер белсенді дифференциацияны көрсететін трансгендік жасушалардағы ген экспрессиясының үлгілерін бағалау үшін ген экспрессиясының сапалық және сандық талдау әдісі болып табылатын РНҚ секвенирлеу транскриптомдарын пайдаланды. Олардың нәтижелері жасуша пролиферациясына және ауксинге қатысты гендер дифференциалды реттелетін гендермен байытылғанын көрсетті. qPCR көмегімен әрі қарай зерттеу трансгендік жасушаларда төрт геннің, соның ішінде өсімдік жасушаларының дифференциациясын, метаболизмін, органогенезін және ауксин реакциясын реттейтін гендердің экспрессиясын арттырғанын немесе төмендеткенін анықтады.
Жалпы алғанда, бұл нәтижелер ПТР сыртқы қолдануды қажет етпейтін өсімдік регенерациясының жаңа және жан-жақты тәсілін көрсетеді. Сонымен қатар, осы зерттеуде пайдаланылған жүйе өсімдік жасушаларының дифференциациясының іргелі процестерін түсінуді жақсарта алады және пайдалы өсімдік түрлерін биотехнологиялық таңдауды жақсартады.
Доктор Икава өз жұмысының әлеуетті қолданбаларын атап көрсете отырып, "Есептелген жүйе ПТР қажеттілігінсіз трансгенді өсімдік жасушаларының жасушалық дифференциациясын индукциялау құралын ұсына отырып, өсімдіктердің селекциясын жақсарта алады. Сондықтан трансгенді өсімдіктер өнім ретінде қабылданбай тұрып, қоғам өсімдіктерді өсіруді жылдамдатады және онымен байланысты өндіріс шығындарын азайтады" деді.
Доцент Томоко Игава туралы Доктор Томоко Икава – Чиба университеті, Жапония, Жоғары бау-бақша мектебінің, Молекулярлық өсімдіктер туралы ғылымдар орталығының және Ғарыштық ауыл шаруашылығы және бау-бақша зерттеулері орталығының ассистенті. Оның ғылыми қызығушылықтары өсімдіктердің жыныстық көбеюі мен дамуы және өсімдік биотехнологиясын қамтиды. Оның жұмысы жыныстық көбеюдің молекулярлық механизмдерін түсінуге және әртүрлі трансгендік жүйелерді қолдану арқылы өсімдік жасушаларының дифференциациясына бағытталған. Оның осы салаларда бірнеше жарияланымдары бар және Жапония өсімдіктер биотехнологиясы қоғамының, Жапонияның ботаникалық қоғамының, жапон өсімдіктерді өсіру қоғамының, жапон өсімдіктер физиологтары қоғамының және өсімдіктердің жыныстық көбеюін зерттеудің халықаралық қоғамының мүшесі.
Гормондарды сыртқы қолданусыз трансгенді жасушалардың автономды дифференциациясы: эндогендік гендердің экспрессиясы және фитогормондардың мінез-құлқы
Авторлар зерттеудің ықтимал мүдделер қақтығысы ретінде түсіндірілуі мүмкін коммерциялық немесе қаржылық қатынастар болмаған жағдайда жүргізілгенін мәлімдейді.
Жауапкершіліктен бас тарту: AAAS және EurekAlert EurekAlert сайтында жарияланған баспасөз хабарламаларының дұрыстығына жауап бермейді! Ақпаратты беретін ұйымның немесе EurekAlert жүйесі арқылы ақпаратты кез келген пайдалану.
Жіберу уақыты: 22 тамыз 2024 ж