ჰიროშიმას უნივერსიტეტის მკვლევარები სულ უფრო უახლოვდებიან მოლეკულური პროცესების აღმოჩენას იმის უკან, თუ როგორ ართმევს მცენარეებს ჟანგბადს წყალდიდობა. ეს ხელს შეუწყობს უფრო წყალდიდობისადმი ტოლერანტული კულტურების შექმნას. Phys.org პორტალი.
მსოფლიო ბანკის მონაცემებით, წყალდიდობა არის გლობალური რისკი, რომელიც საფრთხეს უქმნის მილიარდობით ადამიანის სიცოცხლეს და ქონებას. წყალდიდობის შედეგად კიდევ უფრო მეტ ადამიანს ემუქრება შიმშილი: წყალმა შეიძლება დატბოროს მოსავალი. მკვლევარები ახლა უფრო ახლოს არიან იდენტიფიკაციასთან მოლეკულური პროცესებიემყარება იმას, თუ როგორ ართმევს მცენარეებს წყალდიდობა ჟანგბადს. ეს ხელს შეუწყობს უფრო გამძლე კულტურების შექმნას.
ერთად მეტაანალიზი, რომელიც მოიცავს ზოგადად სხვა კვლევების მონაცემების ხელახლა ანალიზს, ჰიროშიმას უნივერსიტეტის ინტეგრირებული ცხოვრების მეცნიერებათა სამაგისტრო სკოლის ჯგუფმა აღმოაჩინა რამდენიმე საერთო გენები და მასთან დაკავშირებული მექანიზმები ბრინჯში (Oryza sativa) და Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). მეცნიერებმა თავიანთი კვლევის შედეგები ჟურნალში გამოაქვეყნეს ცხოვრება.
„ჰიპოქსია მცენარეებისთვის აბიოტური სტრესია, რომელიც ხშირად გამოწვეულია დატბორვით“, - თქვა კვლევის თანაავტორმა ქეიტა თამურამ, რაც გულისხმობს ჟანგბადის ნაკლებობას, რომელიც გამოწვეულია გადაჭარბებული გაჯერებით. „მიუხედავად იმისა, რომ წარსულში ბევრი კვლევა ჩატარდა, ჩვენ ეს ფარულად გვეგონა ბიოლოგიური მექანიზმები შეიძლება აღმოჩნდეს მრავალი კვლევის ანალიზით, საჯაროდ ხელმისაწვდომი მონაცემების მეტაანალიზის გამოყენებით.
ჯგუფი ფოკუსირებული იყო ბრინჯსა და წყალმცენარეზე, რადგან ორივე სახეობის გენეტიკა ადრე ფართოდ იყო შესწავლილი. თამურას თქმით, ბრინჯი ასევე ითვლება ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს კულტურად მსოფლიოში, რომელიც მთავარია. კვების პროდუქტი ოთხ მილიარდზე მეტი ადამიანისთვის, სოფლის მეურნეობის საერთაშორისო კვლევების მრჩეველთა ჯგუფის მიხედვით, ასე რომ, იმის გაგება, თუ როგორ ავიცილოთ თავიდან მცენარის რეაქცია ჰიპოქსია, გადამწყვეტია.
მკვლევარებმა გამოავლინეს რნმ-ის 29 წყვილი თანმიმდევრობის მონაცემები Arabidopsis-ისთვის და 26 წყვილი ბრინჯისთვის, როგორც ნორმალურ, ისე ჟანგბადის დეფიციტის პირობებში არსებული მონაცემთა ნაკრებიდან. პროფესორ ჰიდემასა ბონოს თქმით, რნმ-ის თანმიმდევრობა გულისხმობს სუბიექტის გენეტიკური გეგმის გაშიფვრას მოცემულ მომენტში, რაც ნიშნავს, რომ მონაცემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის შესასწავლად, თუ რომელმა გენებმა გამოიწვია ცვლილებები.
”რნმ-ის თანმიმდევრობის მონაცემების გაანალიზებით, ჩვენ გამოვავლინეთ 40 და 19 ზერეგულირებული და დაქვეითებული გენი ორივე სახეობაში,” - თქვა ბონომ. ”მათ შორის, ზოგიერთი WRKY ტრანსკრიფციის ფაქტორი და ცინამატ-4-ჰიდროქსილაზა, რომელთა როლი ჰიპოქსიაზე რეაგირებაში უცნობია, ზოგადად დარეგულირებული იყო როგორც Arabidopsis-ში, ასევე ბრინჯში.”
ბონოს თქმით, ეს ზოგადი ამაღლება ნიშნავს, რომ ეს მოლეკულური მექანიზმები უფრო აქტიური ხდება ჟანგბადის ნაკლებობის დროს, რაც მიუთითებს მათ სპეციფიკურ მექანიკურ პასუხისმგებლობაზე მცენარეების რეაგირებაზე.
ბონომ და თამურამ თავიანთი შედეგები შეადარეს ადამიანის უჯრედებში და ქსოვილების ნიმუშებში ჰიპოქსიის ანალოგიურ მეტაანალიზს. მათ აღმოაჩინეს, რომ ორი ჩვეულებრივ გააქტიურებული გენი ბრინჯი და Arabidopsis ჩახშობილი იყო მათ ადამიანურ კოლეგებში.
”ჩვენი მეტაანალიზი გვთავაზობს მცენარეებსა და ცხოველებში ჰიპოქსიის სხვადასხვა მოლეკულურ მექანიზმებს”, - თქვა ბონომ. „ამ კვლევაში გამოვლენილი კანდიდატი გენები, სავარაუდოდ, ნათელს მოჰფენენ ჰიპოქსიაზე მცენარეთა რეაგირების ახალ მოლეკულურ მექანიზმებს. საბოლოო ჯამში, ჩვენ ვგეგმავთ ერთ-ერთი კანდიდატი გენის მანიპულირებას გენომის რედაქტირების ტექნოლოგიით, რათა შევქმნათ წყალდიდობისადმი ტოლერანტული მცენარეები.”