Mechanizmy regulujące metabolizm roślin Przedmiotem badań biologów roślin finansowanych ze środków UE były geny i białka biorące udział w regulowaniu ścieżki metabolicznej w pomidorach. Zdrowie © Shutterstock Dzięki realizacji projektu SAMIT (Systems analysis of plant metabolism through the integration of heterogeneous data from genetics, informatics and metabolomics) wyjaśniono sieci genów i białek koordynujących działanie ścieżek metabolicznych podczas wzrostu rośliny oraz reakcje na stres. W pierwszej kolejności badacze opracowali narzędzia analityczne wymagane do kompleksowej nieukierunkowanej analizy metabolitów opartej na spektometrii mas. Dodatkowo wygenerowano populację zmutowanych linii pomidorów uwzględniających wiele dominujących mutacji. Tę bibliotekę mutacji wykorzystano do identyfikacji kluczowych składników regulujących ścieżki metaboliczne w roślinach. Populacja badana była pod kątem nowych mutacji i genów związanych z zakresem badań realizowanych w projekcie. Do analizy różnych metabolitów wykorzystano wizualne, wysokoprzepustowe badania przesiewowe oraz nieukierunkowane testy wspomagane systemem chromatografii cieczowej i spektrometrii mas (LC-MS). Badania przesiewowe były również przeprowadzane za pomocą metody odwróconej genetyki (od sekwencji do mutacji) poprzez prezentację transpozonów, tj. sekwencji DNA, które mogą zmieniać swoją pozycję w genomie, jednocześnie tworząc lub odwracając mutacje. Dane uzyskane z analizy metabolomu i transkryptomu okazały się szczególnie przydatne w odkrywaniu genów w ramach projektu. Na przykład, odkryto, że cała ścieżka biosyntezy składników antyżywieniowych w ziemniakach oraz innych gatunkach Solanacea, w tym w pomidorach, składa się z dziesięciu genów. Prace w ramach projektu SAMIT dostarczyły nowej wiedzy dotyczącej genetycznej kontroli ścieżek metabolicznych, która wcześniej była bardzo ograniczona. W projekcie z powodzeniem zintegrowano dane dotyczące genów, ekspresji genowej, interakcji białkowej oraz metabolizmu, dzięki czemu lepiej zrozumiano mechanizmy działania roślinnych sieci regulacyjnych oraz ich wpływu na kontrolę metabolizmu roślinnego. Słowa kluczowe SAMIT, ścieżka metaboliczna, reakcja na stres, metabolity, chromatografia cieczowa - spektroskopia mas, transpozon, metabolom, transkryptom
