Зураг: Ургамлыг нөхөн сэргээх уламжлалт аргууд нь ургамлын өсөлтийн зохицуулагч, тухайлбал гормоныг ашиглахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь төрөл зүйлийн өвөрмөц, хөдөлмөр их шаарддаг. Эрдэмтэд нэгэн шинэ судалгаагаар ургамлын эсийн дедифференциаци (эсийн өсөлт) болон дахин ялгарах (органогенез)-д оролцдог генүүдийн үйл ажиллагаа, илэрхийлэлийг зохицуулах замаар ургамлын нөхөн төлжилтийн шинэ системийг зохион бүтээжээ. Илүү ихийг үзэх
Ургамлыг нөхөн сэргээх уламжлалт аргууд нь хэрэглэхийг шаарддагургамлын өсөлтийн зохицуулагчгэх мэтгормонs, энэ нь төрөл зүйлийн онцлог, хөдөлмөр их шаарддаг. Эрдэмтэд нэгэн шинэ судалгаагаар ургамлын эсийн дедифференциаци (эсийн өсөлт) болон дахин ялгарах (органогенез)-д оролцдог генүүдийн үйл ажиллагаа, илэрхийлэлийг зохицуулах замаар ургамлын нөхөн төлжилтийн шинэ системийг зохион бүтээжээ.
Ургамал нь олон жилийн турш амьтан, хүний хоол тэжээлийн гол эх үүсвэр байсаар ирсэн. Үүнээс гадна ургамлыг янз бүрийн эм, эмчилгээний нэгдлүүдийг гаргаж авахад ашигладаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг буруугаар ашиглах, хүнсний хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа нь ургамал үржүүлгийн шинэ аргууд шаардлагатай байгааг харуулж байна. Ургамлын биотехнологийн дэвшил нь илүү үр өгөөжтэй, уур амьсгалын өөрчлөлтөд тэсвэртэй генийн өөрчлөлттэй (GM) ургамлыг үйлдвэрлэх замаар ирээдүйн хүнсний хомсдолыг шийдэж чадна.
Мэдээжийн хэрэг, ургамал нь нэг "тотипотент" эсээс (олон төрлийн эсийн төрлийг бий болгодог эс) цоо шинэ ургамлыг өөр өөр бүтэц, функцтэй эс болгон ялгаж, дахин ялгах замаар нөхөн төлжүүлж чаддаг. Ийм тотипотент эсийг ургамлын эдийн өсгөвөрөөр зохиомлоор баяжуулах нь ургамал хамгаалах, үржүүлэх, трансген зүйл үйлдвэрлэх, шинжлэх ухааны судалгааны зорилгоор өргөн хэрэглэгддэг. Уламжлал ёсоор, ургамлын нөхөн төлжилтийн эд эсийг өсгөвөрлөхөд эсийн ялгааг хянахын тулд ауксин, цитокинин зэрэг ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг (GGR) ашиглах шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч дааврын оновчтой нөхцөл нь ургамлын төрөл зүйл, соёлын нөхцөл, эд эсийн төрлөөс хамааран ихээхэн ялгаатай байж болно. Тиймээс хайгуулын оновчтой нөхцлийг бүрдүүлэх нь цаг хугацаа, хөдөлмөр их шаарддаг ажил байж болох юм.
Энэ асуудлыг даван туулахын тулд дэд профессор Томоко Икава, Чибагийн их сургуулийн дэд профессор Май Ф.Минамикава, Нагоягийн их сургуулийн Био-Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухааны дээд сургуулийн профессор Хитоши Сакакибара, RIKEN CSRS-ийн шинжээч техникч Микико Кожима нартай хамтран ургамлын хяналтын бүх нийтийн аргыг боловсруулсан. Ургамлын нөхөн төлжилтийг хангахын тулд "хөгжлийн зохицуулалттай" (DR) эсийн ялгах генийн илэрхийлэл. 2024 оны 4-р сарын 3-нд "Frontiers in Plant Science" сэтгүүлийн 15-р ботид хэвлэгдсэн доктор Икава судалгааны ажлынхаа талаар нэмэлт мэдээлэл өгөхдөө: "Манай систем гадны PGR ашигладаггүй, харин эсийн ялгааг хянахын тулд транскрипцийн хүчин зүйлийн генийг ашигладаг. Хөхтөн амьтдад өдөөгдсөн плюрипотент эстэй адил" гэжээ.
Судлаачид Арабидопсис thaliana (загвар ургамал болгон ашигладаг)-аас BABY BOOM (BBM) болон WUSCHEL (WUS) гэсэн хоёр DR генийг эктопик хэлбэрээр илэрхийлж, тамхи, шанцайны ургамал, петунийн эдийн өсгөвөрийг ялгахад үзүүлэх нөлөөг судалжээ. BBM нь үр хөврөлийн хөгжлийг зохицуулдаг транскрипцийн хүчин зүйлийг кодлодог бол WUS нь найлзуурын оройн меристемийн хэсэгт үүдэл эсийн шинж чанарыг хадгалдаг транскрипцийн хүчин зүйлийг кодлодог.
Тэдний туршилтаар Арабидопсисын BBM эсвэл WUS-ийн илэрхийлэл нь тамхины навчны эд эсийн эсийн ялгаралыг өдөөхөд хангалтгүй болохыг харуулсан. Үүний эсрэгээр, функциональ сайжруулсан BBM болон функциональ өөрчлөгдсөн WUS-ийн хамт илэрхийлэл нь бие даасан ялгах фенотипийг хурдасгадаг. ПГУ-ыг ашиглахгүйгээр навчны трансген эсүүд нь каллус (зохион байгуулалтгүй эсийн масс), ногоон эрхтэнтэй төстэй бүтэц, гэнэтийн нахиа болж ялгагдана. Генийн транскриптийг хэмжихэд ашигладаг тоон полимеразын гинжин урвалын (qPCR) шинжилгээ нь Arabidopsis BBM болон WUS-ийн илэрхийлэл нь трансген калли болон найлзуурууд үүсэхтэй хамааралтай болохыг харуулсан.
Судлаачид эсийг хуваах, ялгахад фитогормонуудын чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харгалзан үзэж, зургаан фитогормон, тухайлбал, ауксин, цитокинин, абсцизын хүчил (ABA), гиббереллин (GA), жасмоны хүчил (JA), салицилийн хүчил (SA) болон түүний трансгенийн ургамал дахь метаболитуудын хэмжээг тодорхойлсон. Тэдний үр дүнгээс үзэхэд идэвхтэй ауксин, цитокинин, ABA, идэвхгүй GA-ийн түвшин нь эсүүд эрхтнүүдэд хуваагдах тусам нэмэгдэж, ургамлын эсийн ялгарал, органогенезид гүйцэтгэх үүргийг онцлон харуулж байна.
Нэмж дурдахад судлаачид генийн илэрхийлэлд чанарын болон тоон шинжилгээ хийх арга болох РНХ-ийн дарааллын транскриптомуудыг ашиглан идэвхтэй ялгавартай трансген эсүүд дэх генийн илэрхийлэлийн хэв маягийг үнэлжээ. Тэдний үр дүнгээс үзэхэд эсийн үржил, ауксинтай холбоотой генүүд нь ялгаатай зохицуулалттай генүүдээр баяжуулсан байна. qPCR ашиглан хийсэн цаашдын судалгаагаар трансген эсүүд нь ургамлын эсийн ялгарал, бодисын солилцоо, органогенез, ауксины хариу урвалыг зохицуулдаг генүүд зэрэг дөрвөн генийн илэрхийлэлийг нэмэгдүүлж, бууруулсан болохыг тогтоожээ.
Ерөнхийдөө эдгээр үр дүн нь ПГУ-ын гаднаас хэрэглэх шаардлагагүй ургамлын нөхөн төлжилтийн шинэ, олон талын хандлагыг харуулж байна. Нэмж дурдахад энэхүү судалгаанд ашигласан систем нь ургамлын эсийг ялгах үндсэн үйл явцын талаарх бидний ойлголтыг сайжруулж, ашигтай ургамлын зүйлийн биотехнологийн сонголтыг сайжруулж чадна.
Доктор Икава өөрийн ажлын боломжит хэрэглээг онцолж хэлэхдээ, "Мэдэгдэж буй систем нь ПГУ-ын шаардлагагүйгээр трансген ургамлын эсийн эсийн ялгааг өдөөх хэрэгслээр хангаснаар ургамлын үржүүлгийг сайжруулах боломжтой. Тиймээс трансген ургамлыг бүтээгдэхүүн болгон хүлээн зөвшөөрөхөөс өмнө нийгэм ургамлын үржүүлгийг хурдасгаж, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах болно."
Дэд профессор Томоко Игавагийн тухай Доктор Томоко Икава нь Японы Чиба их сургуулийн Цэцэрлэгжүүлэлтийн дээд сургууль, Молекул ургамлын шинжлэх ухааны төв, Сансрын газар тариалан, цэцэрлэгжүүлэлтийн судалгааны төвийн туслах профессор юм. Түүний судалгааны сонирхол нь ургамлын бэлгийн нөхөн үржихүй, хөгжил, ургамлын биотехнологи юм. Түүний ажил нь төрөл бүрийн трансген системийг ашиглан бэлгийн нөхөн үржихүйн молекулын механизм, ургамлын эсийн ялгааг ойлгоход чиглэгддэг. Тэрээр эдгээр чиглэлээр хэд хэдэн нийтлэлтэй бөгөөд Японы ургамлын биотехнологийн нийгэмлэг, Японы Ботаникийн нийгэмлэг, Японы ургамал үржүүлгийн нийгэмлэг, Японы ургамлын физиологичдын нийгэмлэг, ургамлын бэлгийн нөхөн үржихүйн судалгааны олон улсын нийгэмлэгийн гишүүн юм.
Гормоныг гадны хэрэглээгүйгээр трансген эсийг бие даасан байдлаар ялгах: эндоген генийн илэрхийлэл ба фитогормонуудын зан байдал.
Зохиогчид ашиг сонирхлын зөрчилтэй гэж ойлгож болохуйц арилжааны болон санхүүгийн ямар нэгэн харилцаа байхгүй үед судалгаа хийсэн гэж мэдэгдлээ.
Анхааруулга: AAAS болон EurekAlert нь EurekAlert дээр нийтлэгдсэн хэвлэлийн мэдээний үнэн зөвийг хариуцахгүй! Мэдээлэл өгч буй байгууллага эсвэл EurekAlert системээр дамжуулан аливаа мэдээллийг ашиглах.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 22-ны хооронд