Հետազոտողները մշակում են բույսերի վերածննդի նոր մեթոդ՝ կարգավորելով բույսերի բջիջների տարբերակումը վերահսկող գեների արտահայտումը:

 Պատկեր. Բույսերի վերականգնման ավանդական մեթոդները պահանջում են բույսերի աճի կարգավորիչների օգտագործումը, ինչպիսիք են հորմոնները, որոնք կարող են լինել տեսակների հատուկ և աշխատատար: Նոր հետազոտության ընթացքում գիտնականները մշակել են բույսերի վերածննդի նոր համակարգ՝ կարգավորելով գեների ֆունկցիան և արտահայտումը, որոնք ներգրավված են բույսերի բջիջների դետարբերակման (բջջային տարածման) և վերադիֆերենցիացիայի (օրգանոգենեզ) մեջ: Դիտել ավելին
Բույսերի վերականգնման ավանդական մեթոդները պահանջում են օգտագործելբույսերի աճի կարգավորիչներինչպիսիք ենհորմոնs, որոնք կարող են լինել տեսակների հատուկ և աշխատատար: Նոր հետազոտության ընթացքում գիտնականները մշակել են բույսերի վերածննդի նոր համակարգ՝ կարգավորելով գեների ֆունկցիան և արտահայտումը, որոնք ներգրավված են բույսերի բջիջների դետարբերակման (բջջային տարածման) և վերադիֆերենցիացիայի (օրգանոգենեզ) մեջ:
Բույսերը երկար տարիներ եղել են կենդանիների և մարդկանց սննդի հիմնական աղբյուրը։ Բացի այդ, բույսերը օգտագործվում են տարբեր դեղագործական և բուժական միացությունների արդյունահանման համար: Այնուամենայնիվ, դրանց սխալ օգտագործումը և սննդի նկատմամբ աճող պահանջարկը ընդգծում են բույսերի բուծման նոր մեթոդների անհրաժեշտությունը: Բույսերի կենսատեխնոլոգիայի առաջընթացը կարող է լուծել ապագա սննդի պակասը` արտադրելով գենետիկորեն ձևափոխված (GM) բույսեր, որոնք ավելի արդյունավետ և դիմացկուն են կլիմայի փոփոխության նկատմամբ:
Բնականաբար, բույսերը կարող են վերածնել բոլորովին նոր բույսեր մեկ «տոտիհզոր» բջիջից (բջջ, որը կարող է առաջացնել բազմաթիվ բջիջների տեսակներ)՝ տարբեր կառուցվածքներով և գործառույթներով բջիջների դետարբերակվելով: Բուսական հյուսվածքների կուլտուրայի միջոցով նման հզոր բջիջների արհեստական ​​պայմանավորումը լայնորեն օգտագործվում է բույսերի պաշտպանության, բուծման, տրանսգեն տեսակների արտադրության և գիտահետազոտական ​​նպատակներով: Ավանդաբար, բույսերի վերածնման համար հյուսվածքների մշակումը պահանջում է բույսերի աճի կարգավորիչների (GGRs) օգտագործումը, ինչպիսիք են աուկսինները և ցիտոկինինները, բջիջների տարբերակումը վերահսկելու համար: Այնուամենայնիվ, օպտիմալ հորմոնալ պայմանները կարող են զգալիորեն տարբերվել՝ կախված բույսի տեսակից, մշակույթի պայմաններից և հյուսվածքի տեսակից: Հետևաբար, հետախուզման օպտիմալ պայմանների ստեղծումը կարող է լինել ժամանակատար և աշխատատար խնդիր:
Այս խնդիրը հաղթահարելու համար դոցենտ Տոմոկո Իկավան, դոցենտ Մայ Ֆ. Մինամիկավայի հետ Չիբայի համալսարանից, պրոֆեսոր Հիտոշի Սակակիբարան Նագոյայի համալսարանի կենսա-գյուղատնտեսական գիտությունների ավարտական ​​դպրոցից և Միկիկո Կոջիման՝ փորձագետ տեխնիկ RIKEN CSRS-ից բույսերի վերահսկման ունիվերսալ մեթոդի միջոցով: Բջջային տարբերակման «զարգացման կարգով կարգավորվող» (DR) գեների արտահայտություն՝ բույսերի վերածնման հասնելու համար: Հրատարակված 2024 թվականի ապրիլի 3-ին «Frontiers in Plant Science»-ի 15-րդ հատորում, դոկտոր Իկավան լրացուցիչ տեղեկություններ է տրամադրել իրենց հետազոտական ​​աշխատանքի մասին՝ նշելով. «Մեր համակարգը չի օգտագործում արտաքին PGRs, այլ դրա փոխարեն օգտագործում է տրանսկրիպցիոն գործոնի գեներ՝ վերահսկելու բջիջների տարբերակումը:
Հետազոտողները արտարգանդային կերպով արտահայտեցին երկու DR գեներ՝ BABY BOOM (BBM) և WUSCHEL (WUS), Arabidopsis thaliana-ից (օգտագործվում է որպես մոդելային բույս) և ուսումնասիրեցին դրանց ազդեցությունը ծխախոտի, հազարի և petunia-ի հյուսվածքային կուլտուրաների տարբերակման վրա: BBM-ն կոդավորում է տրանսկրիպցիոն գործոնը, որը կարգավորում է սաղմի զարգացումը, մինչդեռ WUS-ը կոդավորում է տրանսկրիպցիոն գործոնը, որը պահպանում է ցողունային բջիջների ինքնությունը նկարահանման գագաթային մերիստեմի շրջանում:
Նրանց փորձերը ցույց են տվել, որ միայն Arabidopsis BBM-ի կամ WUS-ի արտահայտումը բավարար չէ ծխախոտի տերևի հյուսվածքում բջիջների տարբերակումը հրահրելու համար: Ի հակադրություն, ֆունկցիոնալ ուժեղացված BBM-ի և ֆունկցիոնալ ձևափոխված WUS-ի համակցված արտահայտությունը առաջացնում է արագացված ինքնավար տարբերակման ֆենոտիպ: Առանց PCR-ի օգտագործման, տրանսգենային տերևային բջիջները տարբերվում են կոլուսի (անկազմակերպ բջիջների զանգվածի), օրգանանման կանաչ կառուցվածքների և պատահական բողբոջների: Քանակական պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի (qPCR) վերլուծությունը, որն օգտագործվում է գեների տրանսկրիպտների քանակականացման համար, ցույց է տվել, որ Arabidopsis BBM-ի և WUS էքսպրեսիան փոխկապակցված է տրանսգենային կոճղերի և ընձյուղների ձևավորման հետ:
Հաշվի առնելով ֆիտոհորմոնների կարևոր դերը բջիջների բաժանման և տարբերակման գործում՝ հետազոտողները քանակականացրել են վեց ֆիտոհորմոնների՝ ավքսինի, ցիտոկինինի, աբսցիսական թթու (ABA), գիբերելին (GA), հասմոնաթթու (JA), սալիցիլաթթու (SA) և դրա բուսական մետաբոլիտների մակարդակները: Նրանց արդյունքները ցույց են տվել, որ ակտիվ աուկսինի, ցիտոկինինի, ABA-ի և ոչ ակտիվ GA-ի մակարդակները մեծանում են, երբ բջիջները տարբերվում են օրգանների՝ ընդգծելով նրանց դերը բույսերի բջիջների տարբերակման և օրգանոգենեզում:
Բացի այդ, հետազոտողները օգտագործել են ՌՆԹ-ի հաջորդականության տրանսկրիպտոմներ՝ գեների էքսպրեսիայի որակական և քանակական վերլուծության մեթոդ՝ ակտիվ տարբերակում դրսևորող տրանսգենային բջիջներում գեների արտահայտման ձևերը գնահատելու համար: Նրանց արդյունքները ցույց են տվել, որ գեները, որոնք կապված են բջիջների բազմացման և աուկսինի հետ, հարստացել են դիֆերենցիալ կարգավորվող գեներով։ QPCR-ի միջոցով հետագա հետազոտությունը ցույց տվեց, որ տրանսգենային բջիջներն ավելացրել կամ նվազել են չորս գեների արտահայտումը, ներառյալ գեները, որոնք կարգավորում են բույսերի բջիջների տարբերակումը, նյութափոխանակությունը, օրգանոգենեզը և աուկսինի արձագանքը:
Ընդհանուր առմամբ, այս արդյունքները բացահայտում են բույսերի վերականգնման նոր և բազմակողմանի մոտեցում, որը չի պահանջում PCR-ի արտաքին կիրառում: Բացի այդ, այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված համակարգը կարող է բարելավել բույսերի բջիջների տարբերակման հիմնարար գործընթացների մեր ըմբռնումը և բարելավել բույսերի օգտակար տեսակների կենսատեխնոլոգիական ընտրությունը:
Կարևորելով իր աշխատանքի պոտենցիալ կիրառությունները՝ դոկտոր Իկավան ասաց. «Հաղորդված համակարգը կարող է բարելավել բույսերի բուծումը՝ տրամադրելով գործիք՝ խթանելու տրանսգենային բույսերի բջիջների բջջային տարբերակումը առանց PCR-ի անհրաժեշտության: Հետևաբար, նախքան տրանսգեն բույսերը որպես արտադրանք ընդունվելը, հասարակությունը կարագացնի բույսերի բուծումը և կնվազեցնի արտադրության ծախսերը»:
Դոցենտ Տոմոկո Իգավայի մասին Դոկտոր Տոմոկո Իկավան Այգեգործության ավարտական ​​դպրոցի, Մոլեկուլային բույսերի գիտությունների կենտրոնի և Տիեզերական գյուղատնտեսության և այգեգործության հետազոտությունների կենտրոնի ասիստենտ է, Ճապոնիա, Չիբա համալսարան: Նրա գիտական ​​հետաքրքրությունները ներառում են բույսերի սեռական վերարտադրությունն ու զարգացումը և բույսերի կենսատեխնոլոգիան: Նրա աշխատանքը կենտրոնացած է սեռական վերարտադրության մոլեկուլային մեխանիզմների և բույսերի բջիջների դիֆերենցման մեխանիզմների ըմբռնման վրա՝ օգտագործելով տարբեր տրանսգենային համակարգեր: Նա ունի մի քանի հրապարակումներ այս ոլորտներում և հանդիսանում է Բույսերի կենսատեխնոլոգիայի ճապոնական միության, Ճապոնիայի բուսաբանական միության, ճապոնական բույսերի բուծման միության, բույսերի ֆիզիոլոգների ճապոնական միության և բույսերի սեռական վերարտադրության ուսումնասիրման միջազգային միության անդամ:
Տրանսգենային բջիջների ինքնավար տարբերակում առանց հորմոնների արտաքին օգտագործման. էնդոգեն գեների արտահայտում և ֆիտոհորմոնների վարքագիծ
Հեղինակները հայտարարում են, որ հետազոտությունն իրականացվել է որևէ առևտրային կամ ֆինանսական հարաբերությունների բացակայության պայմաններում, որոնք կարող են մեկնաբանվել որպես շահերի պոտենցիալ բախում:
Հրաժարում պատասխանատվությունից. AAAS-ը և EurekAlert-ը պատասխանատվություն չեն կրում EurekAlert-ում հրապարակված մամուլի հաղորդագրությունների ճշգրտության համար: Տեղեկատվության ցանկացած օգտագործում տեղեկատվություն տրամադրող կազմակերպության կամ EurekAlert համակարգի միջոցով: