Irudia: Landareen birsorkuntzarako metodo tradizionalek landareen hazkuntza-erreguladoreak erabiltzea eskatzen dute, hala nola hormonak, espezie espezifikoak eta lan-intentsiboak izan daitezkeenak. Ikerketa berri batean, zientzialariek landareen birsorkuntzarako sistema berri bat garatu dute, landare-zelulen desdiferentziazioan (zelulen ugalketa) eta birdiferentziazioan (organogenesia) parte hartzen duten geneen funtzioa eta adierazpena erregulatuz. Ikusi gehiago
Landareak birsortzeko metodo tradizionalek honako hauek erabiltzea eskatzen dute:landareen hazkuntza-erregulatzaileakhala nolahormona... espezie espezifikoak eta lan-intentsiboak izan daitezkeenak. Ikerketa berri batean, zientzialariek landareen birsorkuntza sistema berri bat garatu dute, landare-zelulen desdiferentziazioan (zelulen ugalketa) eta birdiferentziazioan (organogenesia) parte hartzen duten geneen funtzioa eta adierazpena erregulatuz.
Landareak izan dira animalien eta gizakien elikagai-iturri nagusia urte askotan zehar. Horrez gain, landareak hainbat konposatu farmazeutiko eta terapeutiko ateratzeko erabiltzen dira. Hala ere, haien erabilera okerrak eta elikagaien eskaria gero eta handiagoak landareen hazkuntza-metodo berrien beharra azpimarratzen dute. Landareen bioteknologian egindako aurrerapenek etorkizuneko elikagai-eskasia konpondu dezakete, klima-aldaketaren aurrean produktiboagoak eta erresilienteagoak diren genetikoki eraldatutako (GM) landareak ekoiztuz.
Jakina, landareek landare guztiz berriak birsortu ditzakete "totipotente" zelula bakar batetik (zelula mota anitz sor ditzakeen zelula batetik), egitura eta funtzio desberdinak dituzten zeluletan desdiferentziatuz eta birdiferentziatuz. Zelula totipotente horien egokitzapen artifiziala landare-ehunen kulturaren bidez asko erabiltzen da landareen babeserako, hazkuntzarako, espezie transgenikoen ekoizpenerako eta ikerketa zientifikorako. Tradizionalki, landareen birsorkuntzarako ehunen kulturak landareen hazkuntza-erreguladoreak (GGR) erabiltzea eskatzen du, hala nola auxinak eta zitozininak, zelulen bereizketa kontrolatzeko. Hala ere, baldintza hormonal optimoak nabarmen alda daitezke landare-espeziearen, kultura-baldintzen eta ehun motaren arabera. Beraz, esplorazio-baldintza optimoak sortzea denbora eta lan asko eskatzen duen zeregina izan daiteke.
Arazo hau gainditzeko, Tomoko Ikawa irakasle elkartuak, Chiba Unibertsitateko Mai F. Minamikawa irakasle elkartuarekin, Nagoya Unibertsitateko Bio-Nekazaritza Zientzien Graduondoko Eskolako Hitoshi Sakakibara irakaslearekin eta RIKEN CSRSko teknikari aditu Mikiko Kojimarekin batera, landareak erregulazio bidez kontrolatzeko metodo unibertsal bat garatu zuten. "Garapenaren arabera erregulatutako" (DR) zelulen bereizketa geneen adierazpena landareen birsorkuntza lortzeko. Frontiers in Plant Science aldizkariaren 15. liburukian 2024ko apirilaren 3an argitaratua, Ikawa doktoreak bere ikerketa lanari buruzko informazio gehiago eman zuen, honakoa adieraziz: "Gure sistemak ez ditu kanpoko PGRak erabiltzen, baizik eta transkripzio faktoreen geneak erabiltzen ditu zelulen bereizketa kontrolatzeko, ugaztunengan induzitutako zelula pluripotenteen antzera".
Ikertzaileek bi DR gene ektopikoki adierazi zituzten, BABY BOOM (BBM) eta WUSCHEL (WUS), Arabidopsis thaliana-tik (landare eredu gisa erabilia), eta tabakoaren, letxugaren eta petuniaren ehunen kultura-bereizkuntzan duten eragina aztertu zuten. BBM-k enbrioi-garapena erregulatzen duen transkripzio-faktore bat kodetzen du, eta WUS-k, berriz, zelula amen identitatea mantentzen duen transkripzio-faktore bat kodetzen du kimuaren apikal meristemoaren eskualdean.
Haien esperimentuek erakutsi zuten Arabidopsis BBM edo WUS-en adierazpena bakarrik ez dela nahikoa tabako hosto-ehunean zelulen bereizketa eragiteko. Aitzitik, funtzionalki hobetutako BBM-ren eta funtzionalki aldatutako WUS-en ko-adierazpenak bereizketa autonomoaren fenotipo azeleratua eragiten du. PCR erabili gabe, hosto-zelula transgenikoak kalu (zelula-masa desantolatua), organo berde itxurako egiturak eta kimu adventizioetan bereiztu ziren. Polimerasa-kate-erreakzio kuantitatibo bidezko (qPCR) analisiak, geneen transkripzioak kuantifikatzeko erabiltzen den metodo batek, erakutsi zuen Arabidopsis BBM eta WUS-en adierazpena kalu eta kimu transgenikoen eraketarekin korrelazionatzen zela.
Fitohormonek zelulen zatiketan eta bereizketan duten funtsezko eginkizuna kontuan hartuta, ikertzaileek sei fitohormonen mailak kuantifikatu zituzten, hots, auxina, zitokinina, azido abszisikoa (ABA), giberelina (GA), azido jasmonikoa (JA), azido salizilikoa (SA) eta haren metabolitoak landare transgenikoetan. Emaitzek erakutsi zuten auxina aktiboaren, zitokininaren, ABAren eta GA inaktiboaren mailak handitzen direla zelulak organoetan bereizten diren heinean, landare-zelulen bereizketan eta organogenesian duten eginkizuna azpimarratuz.
Horrez gain, ikertzaileek RNA sekuentziazio transkriptomak erabili zituzten, geneen adierazpenaren analisi kualitatibo eta kuantitatiborako metodo bat, bereizketa aktiboa erakusten duten zelula transgenikoetan geneen adierazpen-ereduak ebaluatzeko. Haien emaitzek erakutsi zuten zelulen ugalketarekin eta auxinarekin lotutako geneak aberastu egin zirela modu ezberdinean erregulatutako geneetan. qPCR bidezko azterketa gehiagok agerian utzi zuen zelula transgenikoek lau geneen adierazpena handitu edo gutxitu zutela, landare-zelulen bereizketa, metabolismoa, organogenesia eta auxinaren erantzuna erregulatzen duten geneak barne.
Oro har, emaitza hauek landareen birsorkuntzarako ikuspegi berri eta moldakor bat agerian uzten dute, PCRren kanpo-aplikaziorik behar ez duena. Gainera, ikerketa honetan erabilitako sistemak landare-zelulen bereizketaren oinarrizko prozesuen ulermena hobetu dezake eta landare-espezie erabilgarrien hautaketa bioteknologikoa hobetu.
Bere lanaren aplikazio potentzialak azpimarratuz, Ikawa doktoreak esan zuen: "Aurkeztutako sistemak landareen hazkuntza hobetu dezake, PCR beharrik gabe landare-zelula transgenikoen zelulen bereizketa eragiteko tresna bat eskainiz. Beraz, landare transgenikoak produktu gisa onartu aurretik, gizarteak landareen hazkuntza bizkortu eta ekoizpen-kostuak murriztuko ditu".
Tomoko Igawa irakasle elkartuari buruz Tomoko Ikawa doktorea irakasle laguntzailea da Lorezaintzako Graduondoko Eskolan, Landare Zientzien Molekularren Zentroan eta Nekazaritza Espazial eta Lorezaintza Ikerketa Zentroan, Chiba Unibertsitatean, Japonian. Bere ikerketa-interesen artean, landareen sexu-ugalketa eta garapena eta landare-bioteknologia daude. Bere lana sexu-ugalketaren eta landare-zelulen bereizketaren mekanismo molekularrak ulertzean oinarritzen da, hainbat sistema transgeniko erabiliz. Hainbat argitalpen ditu arlo horietan eta Japoniako Landare Bioteknologiako Elkarteko, Japoniako Elkarte Botanikoko, Japoniako Landare Hazkuntzako Elkarteko, Japoniako Landare Fisiologoen Elkarteko eta Landareen Sexu-ugalketa Aztertzeko Nazioarteko Elkarteko kidea da.
Zelula transgenikoen bereizketa autonomoa hormonen kanpo-erabilerarik gabe: gene endogenoen adierazpena eta fitohormonen portaera
Egileek adierazten dute ikerketa interes-gatazka potentzial gisa interpretatu zitekeen inolako merkataritza- edo finantza-harremanik gabe egin dela.
Oharra: AAAS eta EurekAlert ez dira EurekAlert-en argitaratutako prentsa-oharren zehaztasunaren erantzule! Informazioa ematen duen erakundeak edo EurekAlert sistemaren bidez erabiltzea debekatuta dago.
Argitaratze data: 2024ko abuztuaren 22a