Španielski biológovia objavili génový reťazec spájajúci rastové gény rastlín a „bioclock“a podľa článku uverejneného v časopise Current Biology zmenili svoju prácu v DNA kapusty relatívnej tak, že začala rásť po celý deň a noc.
„Zistili sme, že proteíny PRR sú zodpovedné nielen za vnútorné hodiny rastlín, ale aj za potláčanie génov spojených s ich rastom. Teraz vieme, ako biorytmy ovplyvňujú rast rastlín, čo je z agronomického hľadiska mimoriadne dôležité, “hovorí Guiomar Martín z Centra pre poľnohospodársku genomiku v španielskej Barcelone.
Gény, ktoré určujú cirkadiánne rytmy ľudského tela, boli identifikované už v 90. rokoch minulého storočia. Podobné gény sa nachádzajú v genómoch všetkých rastlín a zvierat. Tieto úseky DNA riadia veľa procesov - čas spánku a bdelosti, otváranie kvetov, hľadanie potravy a iných periodických javov v živote živých bytostí.
Vedci sa už dlho snažia nájsť oblasti DNA, ktoré spájajú biorytmy a rastové gény v genómoch predstaviteľov flóry, pretože ich objav vytvorí „stále rastúce“odrody poľnohospodárskych plodín a vyrieši problém hladu. Martin a jeho kolegovia urobili prvý krok k vyriešeniu tohto problému vytvorením prvej „odrody“Arabidopsis thaliana, divého príbuzného kapusty, s podobnými modifikáciami DNA.
Arabidopsis, podobne ako mnoho iných rastlín, rastie na dĺžku hlavne v predčasných hodinách, keď je hladina v pôde a vo vzduchu optimálna pre rast a počas dňa a v prvej polovici noci sa takmer nemení. Jeho rast je "organizovaný" pomocou génu a proteínu PIF, ktorého molekuly sa rozpadajú pod vplyvom svetla a akumulujú sa v rastlinných bunkách počas noci. Vedci sa už niekoľko rokov pýtajú, prečo PIF spôsobuje, že stonka Arabidopsis rastie iba v predčasných hodinách, napriek tomu, že jej koncentrácia sa zvyšuje okamžite po západe slnka.
Pred dvoma rokmi Martin poznamenal, že jeho kolegovia v centre objavili nezvyčajné spojenie medzi koncentráciou PIF a ďalším proteínom, molekulou PRR1, jednou z mnohých zložiek biokódu rastliny. Keď bol podiel PRR1 v rastlinných bunkách maximálne vysoký, "rastový signál" v nich takmer úplne neexistoval a naopak - keď boli v bunkách prítomné PIF molekuly, aktivita "bioclocku" bola maximálne znížená.
Na základe zistení kolegov sa Martin a jeho tím pokúsili zistiť, ktoré génové reťazce sú kontrolované PIF a PRR1, a pokúsili sa ich nájsť pozorovaním zmien úrovne aktivity rôznych génov v rôznych denných obdobiach.
Ako sa ukázalo, iba jeden gén, CDF5, je zodpovedný za rast kmeňa Arabidopsis, ktorého práca stimuluje PIF a potláča PRR1 a množstvo ďalších proteínov a génov spojených s fungovaním rastlinných biorytmov. Keď vedci zmenili štruktúru CDF5, Arabidopsis začal rásť po celý deň, v dôsledku čoho bola dĺžka stonky takejto rastliny GMO asi 1,5 až 2-krát dlhšia ako dĺžka jej divokých príbuzných.
Propagačné video:
Genetici naznačujú, že bioclock podobným spôsobom riadi činnosť iných génov, ktoré sú zodpovedné za rast stoniek, koreňov, ovocia a kvetov. Ich úprava zvýši úrodu plodín a urobí flóru atraktívnejším zdrojom biomasy pre výrobu palív a chemikálií.
