Генетики з Іспанії змусили рослину цілодобово рости

 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року
 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року. Всі предмети! Детальніше...

 

Іспанські біологи відкрили ланцюжок генів, що зв’язує гени росту і «біогодинник» рослин, і поміняли їхню роботу в ДНК родича капусти таким чином, що він почав рости протягом всього дня і ночі, йдеться в статті, опублікованій в журналі Current Biology.

«Ми виявили, що білки PRR відповідають не тільки за роботу внутрішнього «годинника» рослин, а й за придушення генів, пов’язаних з їхнім ростом. Тепер ми знаємо, як біоритми впливають на ріст рослин, що вкрай важливо з агрономічної точки зору», – розповідає Гіомар Мартін (Guiomar Martín) з Центру агрокультурної геноміки в Барселоні (Іспанія).

Гени, що визначають добові ритми людського організму, були виявлені ще в 90-х роках минулого століття. Аналогічні гени присутні в геномах всіх рослин і тварин. Ці ділянки ДНК керують безліччю процесів – часом сну і неспання, розкриттям квіток, пошуком їжі та інших періодичних явищ в житті живих істот.

Вчені досить давно намагаються знайти ділянки ДНК, що зв’язують біоритми і гени росту в геномах представників флори, так як їхнє відкриття дозволить створити «вічноростучі» сорти сільськогосподарських культур і вирішити проблему голоду. Мартін і його колеги зробили перший крок до вирішення цього завдання, створивши перший «сорт» арабідопсису (Arabidopsis thaliana), дикого родича капусти, з подібними модифікаціями ДНК.

Арабідопсис, як і багато інших рослин, збільшується в довжину переважно в досвітні години, коли рівень вологи в грунті і в повітрі оптимальний для росту, і майже не змінюється під час дня і в першу половину ночі. Процесом його росту «диригує» ген і білок PIF, чиї молекули розпадаються під дією світла і накопичуються в клітинах рослин під час ночі. Вчені вже кілька років розмірковують, чому PIF змушує стебло арабідопсису рости тільки в досвітні години, незважаючи на те, що його концентрація стає високою відразу після заходу Сонця.

Два роки тому, як зазначає Мартін, його колеги по центру розкрили незвичайний зв’язок між концентрацією PIF і іншим білком, молекулою PRR1, однією з безлічі компонентів «біогодинника» рослин. Коли частка PRR1 в клітинах рослин була максимально високою, «сигнал росту» майже повністю був відсутній в них, і навпаки – коли в клітинах присутні молекули PIF, активність «біогодинника» була максимально знижена.

Використовуючи напрацювання колег, Мартін і його команда спробували з’ясувати, якими ланцюжками генів керують і PIF, і PRR1, і спробували знайти їх, спостерігаючи за змінами в рівні активності різних генів в різний час доби.
Як виявилося, за ріст стебла арабідопсису відповідає лише один ген, CDF5, роботу якого стимулює PIF і пригнічує PRR1 і ряд інших білків і генів, пов’язаних з функціонуванням біоритмів рослин. Коли вчені змінили структуру CDF5, арабідопсис почав рости протягом усієї доби, завдяки чому довжина стебла такої ГМО-рослини була приблизно в 1,5-2 рази більшою, ніж у його диких родичів.

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

Генетики припускають, що біологічний годинник керує аналогічним чином роботою інших генів, що відповідають за ріст стебла, коренів, плодів і квітів. Їхня модифікація дозволить підвищити врожайність сільськогосподарських культур і зробити флору більш привабливим джерелом біомаси для виробництва палива та хімікатів.

Джерело: https://news.rambler.ru





Залишити відповідь