Հիրոսիմայի համալսարանի հետազոտողները մոտենում են մոլեկուլային գործընթացների բացահայտմանը, որոնք հետևում են, թե ինչպես են ջրհեղեղները բույսերը զրկում թթվածնից: Սա կօգնի ստեղծել ավելի շատ ջրհեղեղների նկատմամբ հանդուրժող մշակաբույսեր: Phys.org պորտալ.
Համաշխարհային բանկի տվյալներով՝ ջրհեղեղները գլոբալ վտանգ են, որը սպառնում է միլիարդավոր մարդկանց կյանքին ու ունեցվածքին։ Ջրհեղեղների հետևանքով էլ ավելի շատ մարդիկ են կանգնած սովի վտանգի տակ. ջուրը կարող է հեղեղել բերքը: Հետազոտողներն այժմ ավելի մոտ են նույնականացմանը մոլեկուլային գործընթացներհիմքում ընկած է, թե ինչպես են ջրհեղեղները բույսերը զրկում թթվածնից: Սա կօգնի ավելի դիմացկուն մշակաբույսեր ստեղծել:
Հետ մետա-վերլուծություն, որը ներառում է ընդհանուր առմամբ այլ ուսումնասիրությունների տվյալների վերավերլուծություն, Հիրոսիմայի համալսարանի Ինտեգրված կյանքի գիտությունների բարձրագույն դպրոցի թիմը գտել է մի քանի ընդհանուր գեները և հարակից մեխանիզմները բրնձի (Oryza sativa) և արաբիդոպսիսում (Arabidopsis thaliana): Գիտնականները իրենց հետազոտության արդյունքները հրապարակել են ամսագրում կյանք.
«Հիպոքսիան բույսերի համար աբիոտիկ սթրես է, որը հաճախ առաջանում է ջրհեղեղից», - ասում է հետազոտության համահեղինակ Կեյտա Թամուրան՝ նկատի ունենալով գերհագեցվածության հետևանքով առաջացած թթվածնի պակասը: «Չնայած անցյալում բազմաթիվ հետազոտություններ են արվել, մենք կարծում էինք, որ դա թաքնված է կենսաբանական մեխանիզմներ կարելի է հայտնաբերել՝ վերլուծելով բազմաթիվ ուսումնասիրություններ՝ օգտագործելով հանրությանը հասանելի տվյալների մետավերլուծությունը»:
Թիմը կենտրոնացել է բրնձի և ջրասեղանի վրա, քանի որ երկու տեսակների գենետիկան նախկինում լայնորեն ուսումնասիրվել է: Ըստ Թամուրայի՝ բրինձը նույնպես համարվում է աշխարհի ամենակարևոր մշակաբույսերից մեկը՝ ծառայելով որպես հիմնական. սննդամթերք ավելի քան չորս միլիարդ մարդու համար, ըստ Միջազգային գյուղատնտեսական հետազոտությունների խորհրդատվական խմբի, որպեսզի հասկանանք, թե ինչպես կանխել բույսի արձագանքը. հիպոքսիա, վճռորոշ է։
Հետազոտողները հայտնաբերել են 29 զույգ ՌՆԹ-ի հաջորդականության տվյալներ Arabidopsis-ի և 26 զույգ բրնձի համար՝ ինչպես նորմալ, այնպես էլ թթվածնի անբավարար պայմաններում առկա տվյալների հավաքածուներից: Ըստ պրոֆեսոր Հիդեմասա Բոնոյի՝ ՌՆԹ-ի հաջորդականությունը ներառում է տվյալ կետում առարկայի գենետիկական պլանի վերծանումը, ինչը նշանակում է, որ տվյալները կարող են օգտագործվել՝ ուսումնասիրելու համար, թե որ գեները ինչ փոփոխություններ են առաջացրել:
«Վերլուծելով ՌՆԹ-ի հաջորդականության տվյալները՝ մենք հայտնաբերեցինք 40 և 19 վերկարգավորվող և նվազեցված գեներ երկու տեսակների մեջ», - ասաց Բոնոն: «Դրանց թվում, որոշ WRKY տրանսկրիպցիոն գործոններ և ցինամատ-4-հիդրօքսիլազա, որոնց դերը հիպոքսիայի արձագանքման մեջ մնում է անհայտ, ընդհանուր առմամբ կարգավորվել են ինչպես արաբիդոպսիսի, այնպես էլ բրնձի մեջ»:
Ըստ Բոնոյի, այս ընդհանուր վերկարգավորումը նշանակում է, որ այս մոլեկուլային մեխանիզմները դառնում են ավելի ակտիվ, երբ թթվածնի պակաս կա, ինչը ցույց է տալիս նրանց հատուկ մեխանիկական պատասխանատվությունը բույսերի արձագանքման համար:
Բոնոն և Թամուրան համեմատել են իրենց արդյունքները մարդու բջիջների և հյուսվածքների նմուշների հիպոքսիայի նմանատիպ մետավերլուծության հետ: Նրանք պարզել են, որ սովորաբար ակտիվացված գեներից երկուսը բրինձ և արաբիդոփսիսը ճնշված էին իրենց մարդկային նմանակներում:
«Մեր մետավերլուծությունը առաջարկում է բույսերի և կենդանիների հիպոքսիայի տարբեր մոլեկուլային մեխանիզմներ», - ասաց Բոնոն: «Ակնկալվում է, որ այս հետազոտության մեջ հայտնաբերված թեկնածու գեները լույս կսփռեն հիպոքսիայի նկատմամբ բույսերի արձագանքման նոր մոլեկուլային մեխանիզմների վրա: Ի վերջո, մենք նախատեսում ենք շահարկել թեկնածու գեներից մեկը գենոմի խմբագրման տեխնոլոգիայով՝ ջրհեղեղներին հանդուրժող բույսեր ստեղծելու համար»: