Immaġni: Il-metodi tradizzjonali ta’ riġenerazzjoni tal-pjanti jeħtieġu l-użu ta’ regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti bħal ormoni, li jistgħu jkunu speċifiċi għall-ispeċi u jeħtieġu ħafna xogħol. Fi studju ġdid, ix-xjentisti żviluppaw sistema ġdida ta’ riġenerazzjoni tal-pjanti billi rregolaw il-funzjoni u l-espressjoni tal-ġeni involuti fid-dedifferenzjazzjoni (proliferazzjoni taċ-ċelluli) u r-ridifferenzjazzjoni (organoġenesi) taċ-ċelluli tal-pjanti. Ara aktar
Il-metodi tradizzjonali ta' riġenerazzjoni tal-pjanti jeħtieġu l-użu ta'regolaturi tat-tkabbir tal-pjantibħalormons, li jistgħu jkunu speċifiċi għall-ispeċi u jeħtieġu ħafna xogħol. Fi studju ġdid, ix-xjentisti żviluppaw sistema ġdida ta’ riġenerazzjoni tal-pjanti billi rregolaw il-funzjoni u l-espressjoni tal-ġeni involuti fid-dedifferenzjazzjoni (proliferazzjoni taċ-ċelluli) u r-ridifferenzjazzjoni (organoġenesi) taċ-ċelluli tal-pjanti.
Il-pjanti ilhom is-sors ewlieni ta’ ikel għall-annimali u l-bnedmin għal ħafna snin. Barra minn hekk, il-pjanti jintużaw biex jiġu estratti diversi komposti farmaċewtiċi u terapewtiċi. Madankollu, l-użu ħażin tagħhom u d-domanda dejjem tikber għall-ikel jenfasizzaw il-ħtieġa għal metodi ġodda ta’ tnissil tal-pjanti. L-avvanzi fil-bijoteknoloġija tal-pjanti jistgħu jsolvu n-nuqqasijiet futuri tal-ikel billi jipproduċu pjanti ġenetikament modifikati (ĠM) li huma aktar produttivi u reżiljenti għat-tibdil fil-klima.
Naturalment, il-pjanti jistgħu jirriġeneraw pjanti kompletament ġodda minn ċellula "totipotenti" waħda (ċellula li tista' tagħti lok għal diversi tipi ta' ċelluli) billi jiddedifferenzjaw u jerġgħu jiddifferenzjaw f'ċelluli bi strutturi u funzjonijiet differenti. Il-kundizzjonament artifiċjali ta' dawn iċ-ċelluli totipotenti permezz tal-kultura tat-tessuti tal-pjanti jintuża ħafna għall-protezzjoni tal-pjanti, it-tnissil, il-produzzjoni ta' speċi transġeniċi u għal skopijiet ta' riċerka xjentifika. Tradizzjonalment, il-kultura tat-tessuti għar-riġenerazzjoni tal-pjanti teħtieġ l-użu ta' regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (GGRs), bħal auxins u cytokinins, biex jikkontrollaw id-differenzjazzjoni taċ-ċelluli. Madankollu, il-kundizzjonijiet ormonali ottimali jistgħu jvarjaw b'mod sinifikanti skont l-ispeċi tal-pjanta, il-kundizzjonijiet tal-kultura u t-tip ta' tessut. Għalhekk, il-ħolqien ta' kundizzjonijiet ottimali ta' esplorazzjoni jista' jkun kompitu li jieħu ħafna ħin u ħafna xogħol.
Biex tegħleb din il-problema, il-Professur Assoċjat Tomoko Ikawa, flimkien mal-Professur Assoċjat Mai F. Minamikawa mill-Università ta' Chiba, il-Professur Hitoshi Sakakibara mill-Iskola Gradwata tax-Xjenzi Bijo-Agrikoli tal-Università ta' Nagoya u Mikiko Kojima, tekniku espert minn RIKEN CSRS, żviluppaw metodu universali għall-kontroll tal-pjanti permezz tar-regolazzjoni. Espressjoni ta' ġeni ta' differenzjazzjoni taċ-ċelloli "regolati mill-iżvilupp" (DR) biex tinkiseb ir-riġenerazzjoni tal-pjanti. Ippubblikat fil-Volum 15 ta' Frontiers in Plant Science fit-3 ta' April 2024, Dr. Ikawa pprovda aktar informazzjoni dwar ix-xogħol ta' riċerka tagħhom, fejn stqarr: "Is-sistema tagħna ma tużax PGRs esterni, iżda minflok tuża ġeni ta' fatturi ta' traskrizzjoni biex tikkontrolla d-differenzjazzjoni taċ-ċelloli. simili għal ċelloli pluripotenti indotti fil-mammiferi."
Ir-riċerkaturi esprimew ektopikament żewġ ġeni DR, BABY BOOM (BBM) u WUSCHEL (WUS), minn Arabidopsis thaliana (użata bħala pjanta mudell) u eżaminaw l-effett tagħhom fuq id-divrenzjar tal-kultura tat-tessuti tat-tabakk, il-ħass u l-petunja. BBM jikkodifika fattur ta' traskrizzjoni li jirregola l-iżvilupp embrijoniku, filwaqt li WUS jikkodifika fattur ta' traskrizzjoni li jżomm l-identità taċ-ċelloli staminali fir-reġjun tal-meristem apikali tar-rimja.
L-esperimenti tagħhom urew li l-espressjoni ta' Arabidopsis BBM jew WUS waħedha mhijiex biżżejjed biex tinduċi d-divrenzjar taċ-ċelluli fit-tessut tal-weraq tat-tabakk. B'kuntrast, il-koespressjoni ta' BBM funzjonalment imtejjeb u WUS funzjonalment modifikat tinduċi fenotip ta' divrenzjar awtonomu aċċellerat. Mingħajr l-użu tal-PCR, iċ-ċelluli transġeniċi tal-weraq iddifferenzjaw f'kallus (massa taċ-ċelluli diżorganizzata), strutturi ħodor simili għal organi u blanzuni aċċidentali. L-analiżi kwantitattiva tar-reazzjoni katina tal-polimerażi (qPCR), metodu użat biex jikkwantifika t-traskrizzjonijiet tal-ġeni, uriet li l-espressjoni ta' Arabidopsis BBM u WUS kienet korrelata mal-formazzjoni ta' kallijiet u rimjiet transġeniċi.
Meta kkunsidraw ir-rwol kruċjali tal-fitormoni fid-diviżjoni u d-divrenzjar taċ-ċelluli, ir-riċerkaturi kwantifikaw il-livelli ta’ sitt fitormoni, jiġifieri l-auxin, iċ-cytokinin, l-aċidu absċisiku (ABA), il-gibberellin (GA), l-aċidu jasmonic (JA), l-aċidu saliċiliku (SA) u l-metaboliti tiegħu f’għelejjel ta’ pjanti transġeniċi. Ir-riżultati tagħhom urew li l-livelli ta’ auxin attiv, cytokinin, ABA, u GA inattiv jiżdiedu hekk kif iċ-ċelluli jiddifferenzjaw f’organi, u dan jenfasizza r-rwoli tagħhom fid-divrenzjar taċ-ċelluli tal-pjanti u l-organoġenesi.
Barra minn hekk, ir-riċerkaturi użaw transkriptomi tas-sekwenzar tal-RNA, metodu għall-analiżi kwalitattiva u kwantitattiva tal-espressjoni tal-ġeni, biex jevalwaw mudelli ta’ espressjoni tal-ġeni f’ċelloli transġeniċi li juru differenzjazzjoni attiva. Ir-riżultati tagħhom urew li l-ġeni relatati mal-proliferazzjoni taċ-ċelloli u l-auxin kienu arrikkiti f’ġeni regolati b’mod differenzjali. Eżami ulterjuri bl-użu tal-qPCR żvela li ċ-ċelloli transġeniċi kellhom żieda jew tnaqqis fl-espressjoni ta’ erba’ ġeni, inklużi ġeni li jirregolaw id-differenzjazzjoni taċ-ċelloli tal-pjanti, il-metaboliżmu, l-organoġenesi, u r-rispons tal-auxin.
B'mod ġenerali, dawn ir-riżultati juru approċċ ġdid u versatili għar-riġenerazzjoni tal-pjanti li ma jeħtieġx applikazzjoni esterna tal-PCR. Barra minn hekk, is-sistema użata f'dan l-istudju tista' ttejjeb il-fehim tagħna tal-proċessi fundamentali tad-divrenzjar taċ-ċelloli tal-pjanti u ttejjeb l-għażla bijoteknoloġika ta' speċi ta' pjanti utli.
Waqt li enfasizza l-applikazzjonijiet potenzjali tax-xogħol tiegħu, Dr. Ikawa qal, “Is-sistema rrappurtata tista’ ttejjeb it-tnissil tal-pjanti billi tipprovdi għodda biex tinduċi d-divrenzjar ċellulari taċ-ċelloli tal-pjanti transġeniċi mingħajr il-ħtieġa għall-PCR. Għalhekk, qabel ma l-pjanti transġeniċi jiġu aċċettati bħala prodotti, is-soċjetà se tħaffef it-tnissil tal-pjanti u tnaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni assoċjati.”
Dwar il-Professur Assoċjat Tomoko Igawa Dr. Tomoko Ikawa hija professur assistent fl-Iskola Gradwata tal-Ortikultura, iċ-Ċentru għax-Xjenzi Molekulari tal-Pjanti, u ċ-Ċentru għar-Riċerka dwar l-Agrikoltura u l-Ortikultura Spazjali, l-Università ta' Chiba, il-Ġappun. L-interessi ta' riċerka tagħha jinkludu r-riproduzzjoni sesswali u l-iżvilupp tal-pjanti u l-bijoteknoloġija tal-pjanti. Ix-xogħol tagħha jiffoka fuq il-fehim tal-mekkaniżmi molekulari tar-riproduzzjoni sesswali u d-divrenzjar taċ-ċelloli tal-pjanti bl-użu ta' diversi sistemi transġeniċi. Għandha diversi pubblikazzjonijiet f'dawn l-oqsma u hija membru tas-Soċjetà Ġappuniża tal-Bijoteknoloġija tal-Pjanti, is-Soċjetà Botanika tal-Ġappun, is-Soċjetà Ġappuniża għat-Tnissil tal-Pjanti, is-Soċjetà Ġappuniża tal-Fiżjologi tal-Pjanti, u s-Soċjetà Internazzjonali għall-Istudju tar-Riproduzzjoni Sesswali tal-Pjanti.
Differenzjazzjoni awtonoma ta' ċelloli transġeniċi mingħajr użu estern ta' ormoni: espressjoni ta' ġeni endoġeni u mġiba ta' fitormoni
L-awturi jiddikjaraw li r-riċerka twettqet fin-nuqqas ta' kwalunkwe relazzjoni kummerċjali jew finanzjarja li tista' tiġi interpretata bħala kunflitt ta' interess potenzjali.
Ċaħda ta' Responsabbiltà: AAAS u EurekAlert mhumiex responsabbli għall-eżattezza tal-istqarrijiet għall-istampa ppubblikati fuq EurekAlert! Kwalunkwe użu ta' informazzjoni mill-organizzazzjoni li tipprovdi l-informazzjoni jew permezz tas-sistema EurekAlert.
Ħin tal-posta: 22 ta' Awwissu 2024