Испанские ученые: "Все будет расти не по дням, а по часам!.."

Пятница, 12 Январь 2018 10:54
"Расти большой, не будь лапшой!.." "Расти большой, не будь лапшой!.."

И мы, как ни странно, не о курсе доллара... Испанские биологи открыли цепочку генов, связывающую гены роста и "биочасы" растений, и поменяли ее работу в ДНК родича капусты таким образом, что он начал расти на протяжении всего дня и ночи, говорится в новом опубликованном исследовании.

 "Мы обнаружили, что белки PRR отвечают не только за работу внутренних "часов" растений, но и за подавление генов, связанных с их ростом. Теперь мы знаем, как биоритмы влияют на рост растений, что крайне важно с агрономической точки зрения", — рассказывает Гиомар Мартин из Центра агрикультурной геномики в Барселоне (Испания).

Гены, определяющие суточные ритмы человеческого организма, были выявлены еще в 90-х годах минувшего столетия. Аналогичные гены присутствуют в геномах всех растений и животных. Эти участки ДНК управляют множеством процессов — временем сна и бодрствования, раскрытия цветков, поиска пищи и других периодических явлений в жизни живых существ.

Ученые достаточно давно пытаются найти участки ДНК, связывающие биоритмы и гены роста в геномах представителей флоры, так как их открытие позволит создать "вечнорастущие" сорта сельскохозяйственных культур и решить проблему голода. Мартин и его коллеги сделали первый шаг к решению этой задачи, создав первый "сорт" арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), дикого родича капусты, с подобными модификациями ДНК.

Арабидопсис, как и многие другие растения, увеличивается в длину преимущественно в предрассветные часы, когда уровень влаги в почве и в воздухе оптимален для роста, и почти не меняется во время дня и в первую половину ночи. Процессом его роста "дирижирует" ген и белок PIF, чьи молекулы распадаются под действием света и накапливаются в клетках растений во время ночи. Ученые уже несколько лет гадают, почему PIF заставляет стебель арабидопсиса расти только в предрассветные часы, несмотря на то, что его концентрация становится высокой сразу после захода Солнца.

Два года назад, как отмечает Мартин, его коллеги по центру раскрыли необычную связь между концентрацией PIF и другим белком, молекулой PRR1, одной из множества компонентов "биочасов" растений. Когда доля PRR1 в клетках растений была максимально высокой, "сигнал роста" почти полностью отсутствовал в них, и наоборот – когда в клетках присутствовали молекулы PIF, активность "биочасов" была максимально снижена.

Используя наработки коллег, Мартин и его команда попытались выяснить, какими цепочками генов управляют и PIF, и PRR1, и попытались найти их, наблюдая за изменениями в уровне активности различных генов в различное время суток.

Как оказалось, за рост стебля арабидопсиса отвечает всего один ген, CDF5, работу которого стимулирует PIF и подавляет PRR1 и ряд других белков и генов, связанных с функционированием биоритмов растений. Когда ученые поменяли структуру CDF5, арабидопсис начал расти на протяжении всех суток, благодаря чему длина стебля такого ГМО-растения была примерно в 1,5-2 раза больше, чем у его диких сородичей.

Генетики предполагают, что биочасы управляют аналогичным образом работой других генов, отвечающих за рост стебля, корней, плодов и цветов. Их модификация позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур и сделать флору более привлекательным источником биомассы для производства топлива и химикатов.

Прочитано 215 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Ученые выяснили "божественные" корни у... рождественской индейки!

    Так вот они истоки американского "дня благодарения"! Археологи из Йоркского университета (Великобритания) и нескольких университетов Мексики и США изучили останки 55 индеек, живших на территории современной Мексики в период 330 г. до н.э. — 1500 г. н.э. Выяснилось, что современные домашние индейки происходят от мексиканских, и эти предки весьма редко попадали на стол в качестве кушанья...

  • Секвенирование генома дало новые данные о первых жителях Аляски

    Анализ генома новорожденной девочки из позднепалеолитического погребения на Аляске дал новые сведения о происхождении коренных американцев. Девочка, как выяснилось, принадлежала к популяции, близкой к общим предкам всех современных индейцев (но не эскимосов). Исследование подтвердило, что северо- и южноамериканские индейцы произошли от одной предковой популяции, которая была изолирована от остального человечества во время последнего ледникового максимума (начиная с 24 000 лет назад)...

  • Ученые выявили механизм продления жизни

    Исследователи назвали причину долголетия человека. Ученые связали относительно высокую продолжительность жизни Homo sapiens c геном p62, являющимся одним из регуляторов аутофагии. Воздействуя на этот ген, можно получить удивительные результаты...

  • Открыты качественно иные методы реконструкции ДНК

    ля воссоздания ДНК умершего человека или животного необходимо сначала извлечь ДНК из останков, но новое исследование показало, что это не единственный способ. ДНК мужчины, который умер почти 200 лет назад, воссоздали из образцов, взятых у его живых потомков. И ничего подобного раньше не делали!..

  • Американский ученый сам себя "модифицировал"

    Бывший биохимик Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и биохакер Джосайя Зейнер рассказал о последствиях эксперимента, в ходе которого он ввел в свое тело ген миостатин с помощью технологии CRISPR.