Výskumníci z univerzity v Hirošime sú čoraz bližšie k odhaleniu molekulárnych procesov, ktoré stoja za tým, ako povodne oberajú rastliny o kyslík. To pomôže vytvoriť plodiny odolnejšie voči povodniam. Portál Phys.org.
Podľa Svetovej banky sú záplavy globálnym rizikom, ktoré ohrozuje životy a majetok miliárd ľudí. Ešte viac ľudí je ohrozených hladom v dôsledku záplav: voda môže zaplaviť úrodu. Výskumníci sú teraz bližšie k identifikácii molekulárne procesyzákladom toho, ako povodne oberajú rastliny o kyslík. To pomôže vytvoriť odolnejšie plodiny.
S metaanalýza, ktorá zahŕňa opätovnú analýzu údajov z iných štúdií vo všeobecnosti, tím z Graduate School of Integrated Life Sciences na univerzite v Hirošime našiel niekoľko spoločných gény a súvisiace mechanizmy v ryži (Oryza sativa) a Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Vedci zverejnili výsledky svojho výskumu v časopise život.
"Hypoxia je abiotický stres pre rastliny, často spôsobený záplavami," povedal spoluautor štúdie Keita Tamura s odkazom na nedostatok kyslíka spôsobený nadmerným nasýtením. „Hoci sa v minulosti vykonalo veľa výskumov, mysleli sme si, že je to skryté biologické mechanizmy možno objaviť analýzou viacerých štúdií pomocou metaanalýzy verejne dostupných údajov.
Tím sa zameral na ryžu a žeruchu, keďže genetika oboch druhov bola predtým dôkladne študovaná. Podľa Tamura je ryža tiež považovaná za jednu z najdôležitejších plodín na svete, ktorá slúži ako hlavná potravinársky výrobok pre viac ako štyri miliardy ľudí, podľa Poradnej skupiny pre medzinárodný poľnohospodársky výskum, takže pochopenie toho, ako zabrániť tomu, aby rastlina reagovala na hypoxia, je rozhodujúce.
Výskumníci identifikovali 29 párov údajov o sekvenovaní RNA pre Arabidopsis a 26 párov pre ryžu v normálnych podmienkach aj v podmienkach s nedostatkom kyslíka z dostupných súborov údajov. Podľa profesora Hidemasa Bona sekvenovanie RNA zahŕňa dešifrovanie genetického plánu subjektu v danom bode, čo znamená, že údaje možno použiť na štúdium toho, ktoré gény spôsobili ktoré zmeny.
"Analýzou údajov o sekvenovaní RNA sme identifikovali 40 a 19 upregulovaných a downregulovaných génov u oboch druhov, " povedal Bono. "Medzi nimi boli niektoré transkripčné faktory WRKY a cinnamát-4-hydroxyláza, ktorých úloha v reakcii na hypoxiu zostáva neznáma, vo všeobecnosti upregulované v Arabidopsis aj v ryži."
Podľa Bona táto všeobecná regulácia znamená, že tieto molekulárne mechanizmy sa stávajú aktívnejšími, keď je nedostatok kyslíka, čo naznačuje ich špecifickú mechanickú zodpovednosť za to, ako rastliny reagujú.
Bono a Tamura porovnali svoje výsledky s podobnou metaanalýzou hypoxie v ľudských bunkách a vzorkách tkanív. Zistili, že dva z bežne aktivovaných génov v ryža a Arabidopsis boli u svojich ľudských náprotivkov potlačené.
"Naša metaanalýza naznačuje rôzne molekulárne mechanizmy hypoxie u rastlín a zvierat, " povedal Bono. „Očakáva sa, že kandidátske gény identifikované v tejto štúdii objasnia nové molekulárne mechanizmy reakcie rastlín na hypoxiu. Nakoniec plánujeme manipulovať s jedným z kandidátskych génov pomocou technológie úpravy genómu, aby sme vytvorili rastliny odolné voči povodniam.