Geleceği Beslemenin Anahtarı

Geleceği Beslemenin Anahtarı Bitkilerde Gizli Kök Hücrelerde Olabilir

Mısır Kök Hücreleri
Çok erken bir gelişim aşamasındaki (yaklaşık 3 milimetre uzunluğunda) bir mısır koçanının ince bir kesiti. Her bir renk, kök hücrelerde ve ilişkili hücrelerde farklı bir genin ifadesini temsil eder. Kaynak: Jackson lab/CSHL

Bitki bilimciler, büyüme ve ürün verimiyle bağlantılı gizli kök hücre düzenleyicileri keşfetti. Bu buluş, gıda, yakıt ve dayanıklı hasat yetiştirme şeklimizi değiştirebilir.

Bitki kök hücreleri, dünyanın gıdasını, hayvan yemini ve yenilenebilir yakıtların üretiminde hayati bir rol oynar. Bitki büyümesinin temelini oluştururlar, ancak nasıl çalıştıklarına dair birçok yön gizemini korumaktadır. Geçmişteki çalışmalar, kök hücre aktivitesini yöneten birkaç kilit geni tanımlamakta zorlanmıştır.

Büyümenin Genetik Düzenleyicilerinin Haritalanması
Cold Spring Harbor Laboratuvarı’ndan (CSHL) araştırmacılar ilk kez, iki iyi bilinen kök hücre düzenleyicisini (CLAVATA3 ve WUSCHEL) binlerce individual mısır ve Arabidopsis sürgün hücresinde haritaladı. Bu süreçte, her iki bitkide de daha önce bilinmeyen düzenleyiciler keşfettiler ve bazılarını mısırdaki boyut farklılıklarıyla ilişkilendirdiler. Nadir bulunan kök hücreleri incelemek için geliştirdikleri teknik, birçok bitki türüne geniş ölçüde uygulanabilir.

CSHL Profesörü David Jackson şöyle açıklıyor: “İdeal olarak, bir kök hücresinin nasıl yapıldığını bilmek isteriz. Bu, bitkileri daha iyi yeniden üretebilmemizi sağlardı. Bitki çeşitliliğini anlamamıza izin verirdi. İnsanların çok heyecanlandığı bir konu, daha dayanıklı veya daha verimli yeni mahsuller yetiştirmektir. Bunu yapmak için ihtiyaç duyduğumuz genler olan düzenleyicilerin tam bir listesine henüz sahip değiliz.”

Jackson’ın ekibi, yaygın olarak çalışılan iki düzenleyiciyi, CLAVATA3 ve WUSCHEL’ı araştırarak işe başladı. Kök hücrelere ulaşmak için, eski doktora sonrası araştırmacı Xiaosa Xu, mısır ve Arabidopsis sürgünlerinden küçük kesitler dikkatlice çıkardı. Araştırmacılar daha sonra hücreleri teker teker ayırmak, RNA’larını DNA’ya dönüştürmek ve her hücrenin kimliğini gösteren bir etiket eklemek için bir “mikroakışkan” cihazı kullandı.

Herkes İçin Bir Gen İfade Atlası İnşa Etmek
Tek hücreli RNA dizileme adı verilen bu süreç, araştırmacıların binlerce hücredeki gen ifadelerini aynı anda görmesini sağlar. Jackson, “Harika olan şu ki, elinizde bu gen ifade atlası oluyor,” diyor. “Bunu yayınladığımızda, tüm bilim camiası kullanabilir. Mısır veya Arabidopsis kök hücreleriyle ilgilenen diğer insanların deneyi tekrarlaması gerekmeyecek. Verilerimizi kullanabilecekler.”

Tek hücreli RNA dizileme, ekibin yaklaşık 5.000 CLAVATA3 ve 1.000 WUSCHEL ifade eden hücreyi incelemesine olanak tanıdı. Daha sonra, hem mısır hem de Arabidopsis kök hücrelerinde tercihli olarak ifade edilen yüzlerce gen belirlediler; bu da onların birçok bitki türünde evrimsel olarak önemli olabileceğini düşündürmektedir. Oradan, belirli kök hücre düzenleyicilerini mısırda verimlilikle ilişkilendirebildiler. Bu tür bağlantılar, bir gün yetiştiricilerin gıda, hayvan yemi veya yakıt üretimi için spesifik türleri seçmesine yardımcı olabilir.

Tarımın Geleceği İçin Bir Temel
Jackson, “Önümüzdeki on yıl için araştırmalara rehberlik edebilecek temel bir bilgidir,” diyor. “Sadece gelişim biyologları tarafından değil, mısır koçanlarının nasıl büyüdüğünü ve verimliliğin nasıl iyileştirileceğini düşünen fizyologlar ve ardından yetiştiriciler tarafından da kullanılabilir.”

Kaynak. Yazar: Margaret Osborne, Cold Spring Harbor Laboratory
Haber Veriyoruz