Od kwiatu do owocu — kontrola genetyczna
Tworzenie się kwiatu to niezwykle skomplikowany proces obejmujący wzrost wegetatywny i reprodukcyjny. W projekcie "Training in systems biology applied to flowering" (SYSFLO) wykorzystywane jest podejście systemowe do uczestniczących w tym procesie sieci kontroli genetycznej. W ramach inicjatywy zorganizowano szkolenia dla 9 początkujących badaczy oraz wykorzystano zaawansowane techniki gromadzenia i analizy danych w celu tworzenia modelu kwitnienia rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana). Przedmiotem prac były przede wszystkim główne genetyczne czynniki regulacyjne w sieci kontrolującej kwitnienie. Te znane już wcześniej geny kontrolne wpływają na wiele biochemicznych procesów kaskadowych. O złożoności procesu decyduje fakt, że zmiany ekspresji kilku kluczowych genów mają wpływ na tysiące innych genów. Ponadto kluczowe czynniki transkrypcyjne mogą działać wspólnie. Na przykład, APETALA 1 1 (AP1) i SEPALLATA 3 (SEP3) tworzą kompleks celujący w geny uczestniczące w ustawianiu liści, a tym samym określaniu pozycji kwiatu. W ramach innej grupy SEP3 tworzy kompleks z SEEDSTICK (STK), który kontroluje gen VERDANDI, pełniący ważną i bezpośrednią rolę w zapyleniu. Jeśli chodzi o SEP1-4, AP1 i STK, geny działają w sposób częściowo pokrywający się, ale czasami celowany, w zależności od etapu rozmnażania i kwitnienia. Poziom zaawansowania tego systemu może umożliwić kontrolowanie wzrostu przy pomocy bodźców środowiskowych. Zespół przyjrzał się także roli hormonów roślinnych, a w szczególności gibereliny. Eksperymenty wykazały, że działanie gibereliny następuje przed działaniem promotora przemiany kwiatowej w tkance liścia. Działanie gibereliny jest jednak obserwowalne po przemianie kwiatowej w merystemie wierzchołkowym, gdzie ma miejsce aktywny podział komórek. W projekcie SYSFLO powstał zespół wysoko wykwalifikowanych młodych badaczy, posiadających umiejętności z zakresu gromadzenia i analizy danych umożliwiających modelowanie skomplikowanych systemów biologicznych. Rezultaty prac dotyczących kwitnienia i rozmnażania można zastosować w rolnictwie i ogrodnictwie, w których to procesy te mają kluczowe znaczenie dla produkcji nasion i owoców. Podejście oparte na biologii systemów można potencjalnie przenieść na wiele innych skomplikowanych procesów kontrolnych w żywych organizmach.
Słowa kluczowe
Kwiat, szkolenia, sieci kontroli genetycznej, biologia systemów, model, regulator genetyczny, czynnik transkrypcyjny, giberelina
