Immaġni: Metodi tradizzjonali ta 'riġenerazzjoni tal-pjanti jeħtieġu l-użu ta' regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti bħal ormoni, li jistgħu jkunu speċifiċi għall-ispeċi u li jeħtieġu ħafna xogħol. Fi studju ġdid, ix-xjentisti żviluppaw sistema ġdida ta 'riġenerazzjoni tal-pjanti billi jirregolaw il-funzjoni u l-espressjoni ta' ġeni involuti fid-dedifferenzjazzjoni (proliferazzjoni taċ-ċelluli) u r-ridifferenzjazzjoni (organoġenesi) taċ-ċelloli tal-pjanti. Ara aktar
Metodi tradizzjonali ta 'riġenerazzjoni tal-pjanti jeħtieġu l-użu ta'regolaturi tat-tkabbir tal-pjantibħalormons, li jistgħu jkunu speċi speċifiċi u xogħol intensiv. Fi studju ġdid, ix-xjentisti żviluppaw sistema ġdida ta 'riġenerazzjoni tal-pjanti billi jirregolaw il-funzjoni u l-espressjoni ta' ġeni involuti fid-dedifferenzjazzjoni (proliferazzjoni taċ-ċelluli) u r-ridifferenzjazzjoni (organoġenesi) taċ-ċelloli tal-pjanti.
Il-pjanti kienu s-sors ewlieni tal-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 tat-tnissil tal-pjanti. Avvanzi fil-bijoteknoloġija tal-pjanti jistgħu jsolvu n-nuqqas ta' ikel fil-ġejjieni billi jipproduċu pjanti ġenetikament modifikati (GM) li huma aktar produttivi u reżiljenti għat-tibdil fil-klima.
Naturalment, il-pjanti jistgħu jirriġeneraw pjanti kompletament ġodda minn ċellula waħda “totipotenti” (ċellula li tista’ tagħti lok għal diversi tipi ta’ ċelluli) billi jiddedifferenzjaw u jirridifferenzjaw f’ċelloli bi strutturi u funzjonijiet differenti. Il-kundizzjonament artifiċjali ta 'ċelluli totipotenti bħal dawn permezz tal-kultura tat-tessut tal-pjanti huwa użat 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-divrenzjar taċ-ċelluli. Madankollu, l-aħjar kundizzjonijiet ormonali jistgħu jvarjaw b'mod sinifikanti skont l-ispeċi tal-pjanti, il-kundizzjonijiet tal-kultura u t-tip ta 'tessut. Għalhekk, il-ħolqien ta 'kundizzjonijiet ta' esplorazzjoni ottimali jista 'jkun kompitu li jieħu ħafna ħin u li jieħu ħafna xogħol.
Biex tingħeleb 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 tal-Gradwati tal-Università ta' Nagoya tax-Xjenzi Bio-Agrikoltura u Mikiko Kojima, tekniku espert minn RIKEN CSRS, żviluppaw metodu universali għall-kontroll tal-pjanti permezz tar-regolament. Espressjoni ta 'ġeni ta' differenzjazzjoni taċ-ċelluli "regolati b'mod żviluppat" (DR) biex tinkiseb riġenerazzjoni tal-pjanti. Ippubblikat fil-Volum 15 ta 'Fruntieri fix-Xjenza tal-Pjanti fit-3 ta' April, 2024, Dr Ikawa ipprovda aktar informazzjoni dwar ix-xogħol ta 'riċerka tagħhom, u stqarr: "Is-sistema tagħna ma tużax PGRs esterni, iżda minflok tuża ġeni tal-fattur ta' traskrizzjoni biex tikkontrolla d-differenzazzjoni taċ-ċelluli. simili għal ċelloli pluripotenti indotti fil-mammiferi."
Ir-riċerkaturi esprimew b'mod ektopiku żewġ ġeni DR, BABY BOOM (BBM) u WUSCHEL (WUS), minn Arabidopsis thaliana (użat bħala pjanta mudell) u eżaminaw l-effett tagħhom fuq id-differenzazzjoni 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-ċelluli staminali fir-reġjun tal-meristem apikali tar-rimja.
L-esperimenti tagħhom urew li l-espressjoni ta 'Arabidopsis BBM jew WUS waħedhom mhix biżżejjed biex tinduċi differenzjazzjoni taċ-ċelluli fit-tessut tal-weraq tat-tabakk. B'kuntrast, il-koespressjoni ta 'BBM mtejba funzjonalment u WUS modifikat funzjonalment jinduċi fenotip ta' differenzjazzjoni awtonoma aċċellerata. Mingħajr l-użu ta 'PCR, ċelluli transġeniċi tal-weraq iddifferenzjati f'callus (massa taċ-ċelluli diżorganizzata), strutturi ħodor simili għal organi u blanzuni aċċidentali. Analiżi kwantitattiva tar-reazzjoni tal-katina tal-polimerażi (qPCR), metodu użat biex jikkwantifika t-traskrizzjonijiet tal-ġeni, wera li l-espressjoni ta 'Arabidopsis BBM u WUS kienet korrelatata mal-formazzjoni ta' calli u rimjiet transġeniċi.
Meta wieħed iqis ir-rwol kruċjali tal-fitoormoni fid-diviżjoni u d-differenzjazzjoni taċ-ċelluli, ir-riċerkaturi kkwantifikaw il-livelli ta 'sitt fitoormoni, jiġifieri auxin, cytokinin, aċidu abscisic (ABA), gibberellin (GA), aċidu jasmonic (JA), aċidu saliċiliku (SA) u l-metaboliti tiegħu f'uċuħ tar-raba' tal-pjanti transġeniċi. Ir-riżultati tagħhom urew li l-livelli ta 'auxin attiv, ċitokinin, ABA, u GA inattiv jiżdiedu hekk kif iċ-ċelloli jiddifferenzjaw f'organi, u jenfasizzaw ir-rwoli tagħhom fid-divrenzjar taċ-ċelluli tal-pjanti u l-organoġenesi.
Barra minn hekk, ir-riċerkaturi użaw transcriptomes ta 'sekwenzjar tal-RNA, metodu għal analiżi kwalitattiva u kwantitattiva tal-espressjoni tal-ġeni, biex jevalwaw mudelli ta' espressjoni tal-ġeni f'ċelloli transġeniċi li juru divrenzjar attiv. Ir-riżultati tagħhom wrew li l-ġeni relatati mal-proliferazzjoni taċ-ċelluli u l-auxina ġew arrikkit f'ġeni regolati b'mod differenzjat. Eżami ulterjuri bl-użu tal-qPCR wera li ċ-ċelloli transġeniċi żdiedu jew naqsu l-espressjoni ta 'erba' ġeni, inklużi ġeni li jirregolaw id-divrenzjar taċ-ċelluli tal-pjanti, il-metaboliżmu, l-organoġenesi u r-rispons tal-auxina.
B'mod ġenerali, dawn ir-riżultati jiżvelaw approċċ ġdid u versatili għar-riġenerazzjoni tal-pjanti li ma teħtieġx 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-ċelluli tal-pjanti u ttejjeb l-għażla bijoteknoloġika ta' speċi ta 'pjanti utli.
Filwaqt 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 differenzjazzjoni ċellulari ta' ċelloli tal-pjanti transġeniċi mingħajr il-ħtieġa għal 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 huwa assistent professur fl-Iskola tal-Gradwati tal-Ortikultura, iċ-Ċentru għax-Xjenzi tal-Pjanti Molekulari, u ċ-Ċentru għall-Agrikoltura Spazjali u r-Riċerka tal-Ortikultura, l-Università ta 'Chiba, il-Ġappun. L-interessi tar-riċerka tagħha jinkludu r-riproduzzjoni u l-iżvilupp sesswali tal-pjanti u l-bijoteknoloġija tal-pjanti. Ix-xogħol tagħha jiffoka fuq il-fehim tal-mekkaniżmi molekulari tar-riproduzzjoni sesswali u d-divrenzjar taċ-ċelluli tal-pjanti bl-użu ta’ diversi sistemi transġeniċi. Hija għandha bosta pubblikazzjonijiet f'dawn l-oqsma u hija membru tas-Soċjetà Ġappuniża tal-Bijoteknoloġija tal-Pjanti, is-Soċjetà Botanika tal-Ġappun, is-Soċjetà Ġappuniża tat-Tnissil tal-Pjanti, is-Soċjetà Ġappuniża tal-Fiżjologi tal-Pjanti, u s-Soċjetà Internazzjonali għall-Istudju tar-Riproduzzjoni Sesswali tal-Pjanti.
Divrenzjar awtonomu ta 'ċelloli transġeniċi mingħajr użu estern ta' ormoni: espressjoni ta 'ġeni endoġeni u mġiba ta' fitoormoni
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-post: Awissu-22-2024