Uprawianie genomów

Wszystko wskazuje na to, że pierwszym dobrze poznanym zbożem będzie ryż (Oryza sativa). Już niebawem poznamy cały jego genom. Jeden z nas (Goff) opublikował ostatnio wstępną sekwencję genomu podgatunku japonica, ryżu powszechnie uprawianego w Japonii i Stanach Zjednoczonych. Naukowcy chińscy ukończyli sekwencjonowanie genomu podgatunku indica, uprawianego w Azji kontynentalnej. Oczekuje się, że w ramach Międzynarodowego Projektu Poznania Genomu Ryżu do końca tego roku uda się opracować szczegółową sekwencję 12 chromosomów. GENOM RYŻU jest spośród genomów wszystkich zbóż najłatwiejszy do zbadania. Zawiera zaledwie 430 min par nukleotydów DNA. Dla porównania ludzki genom ma ich 3 mld. Genom jęczmienia zawiera 5 mld par, natomiast pszenica aż 16 mld. Projekt sekwencjonowania genomu kukurydzy jest obecnie realizowany, a sekwencjonowanie pszenicy jest rozważane. Na podstawie danych dotyczących sekwencji genomu ryżu zidentyfikowano już dziesiątki tysięcy konkretnych genów. Jednak sama informacja, że dany obszar w genomie jest genem, nie mówi niestety nic o jego funkcji.

Istnieje wiele strategii pozwalających ustalić funkcję nowego genu. Najprostsza polega na przeszukaniu bazy zidentyfikowanych już genów w celu odnalezienia najbardziej podobnych. Wiele genów odpowiada za tak podstawowe procesy komórkowe, że niemal identyczne geny można znaleźć w poznanych już genomach drobnoustrojów lub innych wcześniej zbadanych organizmów. Spośród 3050 tys. genów (na tyle szacowany jest genom ryżu) około 20 tys. ma prawdopodobnie sekwencję analogiczną do genów już odkrytych, których funkcje zostały poznane. Pozwoli to naukowcom z góry przewidzieć ich rolę. Przypuszcza się na przykład, że ponad tysiąc genów ryżu jest zaangażowanych w obronę tej rośliny przed patogenami i szkodnikami. Podobnie setki genów przyporządkowano do specyficznych szlaków syntezy witamin, węglowodanów, lipidów, białek i innych pożądanych substancji.

Na podstawie danych z badań nad dobrze już poznanymi roślinami, takimi jak Arabidopsis (rzodkiewnik pospolity), udało się zidentyfikować wiele genów regulujących szlaki biosyntezy lub wpływających na ważne etapy rozwoju zbóż, takie jak tworzenie kwiatów i rozwój nasion. Wiele zespołów naukowych poszło dalej i za pomocą mikromacierzy (chipów) DNA zaczęło katalogować geny, które są wyrażane (aktywowane) w poszczególnych tkankach. Na przykład naukowcy z naszej firmy Syngenta zbadali 21 tys. genów ryżu i zidentyfikowali 269 takich, które są szczególnie aktywne w fazie powstawania ziaren, co sugeruje, że odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu ich składu. Nieco innym podejściem do identyfikacji funkcji genu jest jego unieczynnienie (nokaut) poprzez wywołanie takiej mutacji w genie, która blokuje jego aktywność.

Następnie obserwuje się skutki czasem efekt jest oczywisty, ale roślina może być także testowana pod kątem mniej jednoznacznych zmian w przebiegu typowych funkcji fizjologicznych, rozwojowych, biochemicznych albo też regulacji wewnętrznej. Dzięki prywatnym i publicznym funduszom zgromadzono cale kolekcje zmutowanych roślin ryżu i kukurydzy, w których zostały w ten sposób zmienione tysiące specyficznych genów. Takie czynnościowe badania genomu, łącznie z porównywaniem sekwencji genów między gatunkami, pozwalają naukowcom uzyskać odpowiedzi na pytanie: ile i które z genów ryżu i rozszerzając pytanie na inne gatunki które z genów kukurydzy, pszenicy, sorgo i innych zbóż biorą udział w rozwoju roślin, są odpowiedzialne za fizjologię, metabolizm i plonowanie. Kiedy funkcja genu jest ustalona, wykorzystanie tej wiedzy w celu udoskonalenia zboża wymaga identyfikacji poszczególnych alleli genu, które odpowiadają za pożądaną cechę. Na przykład jeśli wiadomo, że dany gen kontroluje proces gromadzenia skrobi w ziarnach kukurydzy, można poszukać takiej wersji genu, która funkcjonuje prawidłowo mimo dotkliwej suszy.

Related Post

Wiązka elektrod Okazało się, że wprowadzenie do ślimaka na głębokość 20 mm elastycznej wiązki elektrod zawierającej od sześciu do ośmiu kontaktów zapewnia odpowiednią stymulację elektryczną, dzięki której może zostać przywrócone słyszenie w brakującym zakresie częst...
Zmienny klimat i ubezpieczenia Lodowce mają jakikolwiek wpływ na klimat? Z pozoru wydaje się, że żadnego – bo jak lód może decydować o tym, jaką mamy pogodę. W rzeczywistości jednak wielkie lody obu biegunów mają dla naszego klimatu kolosalne znaczenie. Wraz z ich topnieniem do oc...
Ubezpiecz towar w sklepie Własna działalność gospodarcza to nie lada wyzwanie. Trzeba dobrze się pilnować na każdym polu biznesu, żeby nie zbankrutować i nie zniszczyć sobie życia. Wbrew opinii nie jest to proste zadanie. Szczególnie w początkowej fazie działalności. Jeśli po...
szybka pożyczka za darmo Uzyskanie szybkiego kredytu w banku wydaje się rzeczą niemożliwą. Sytuacja domowa zmusza nas do zaciągnięcia pożyczki, w trybie pilnym musimy mieć pewną kwotę pieniężną na koncie, a napotykamy się w banku ze ścianą biurokracji. Stosy zaświadczeń do d...
Zniszczone serca W ubiegłym roku na przykład w Stanach Zjednoczonych zdiagnozowano ponad 550 tys. przypadków niewydolności serca, ale przeprowadzono tylko 2 tys. transplantacji. Perspektywy pozostałych pacjentów są marne: jakość ich życia stopniowo się pogarsza i tyl...
Ubezpieczenia zdrowotne Nasze zdrowie jest rzeczą niezwykle ważną. Niestety w większości przypadków mamy niewielki wpływ na jego stan. Możemy bawić się w profilaktykę, wydawać mnóstwo pieniędzy na lekarzy, leki i zdrowy tryb życia, a i tak może nas dopaść jakaś groźna choro...