Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Ekspresja genów w procesach rozrostu korzeni

Wskutek postępujących zmian klimatu, a także niedoboru wody i substancji odżywczych coraz większy wpływ na plony rolne mają czynniki abiotyczne. Jednym ze sposobów na ograniczenie ich negatywnego oddziaływania jest modyfikacja architektury systemów korzeniowych u roślin w celu optymalizacji procesu pobierania wody i składników pokarmowych.
Ekspresja genów w procesach rozrostu korzeni
Celem finansowanego z funduszy unijnych projektu TRANSPHO (Roles of non-coding RNAs in translational regulation during root developmental adaptation to phosphate starvation) było poszerzenie naszej wiedzy na temat procesów zaangażowanych w rozrost korzeni, a tym samym poprawa kondycji roślin uprawnych poprzez stosowanie rozwiązań bardziej przyjaznych dla środowiska.

Jedną z najbardziej powszechnych reakcji na abiotyczne czynniki stresowe jest zmiana ekspresji genów, która może być regulowana na wielu poziomach, włączając w to transkrypcję, przetwarzanie, translację i modyfikacje potranslacyjne. Regulacja translacyjna, czyli regulacja procesu inicjacji i elongacji lub terminacji rybosomów na matrycowym RNA (mRNA), pozwala komórkom na szybką modyfikację ekspresji genów w odpowiedzi na czynniki środowiskowe i rozwojowe.

Długie niekodujące RNA (lncRNA) są ważnymi regulatorami ekspresji genów nie tylko w szerokim wachlarzu procesów biologicznych, lecz także u wielu różnych organizmów. Dowiedziono, że regulują one bogatą gamę procesów biologicznych, w tym reakcje na stres. Niewiele wiadomo jednak na temat wpływu lncRNA na regulację translacyjną u roślin.

W związku z tym naukowcy dopasowali zaawansowane technologie do potrzeb biologii roślin, aby umożliwić wyizolowanie rybosomów o wysokiej czystości z dowolnego rodzaju komórek oraz przeprowadzić sekwencjonowanie fragmentów mRNA. Wykorzystując wspomnianą metodę, badaczom uczestniczącym w projekcie TRANSPHO udało się precyzyjnie wskazać pozycję i liczbę rybosomów na RNA w całym genomie.

Nowej techniki użyto w celu monitorowania pozycji i liczby rybosomów w transkryptach RNA obecnych w korzeniach rzodkiewnika (Arabidopsis) zmagającego się z niedoborem fosforanów. Naukowcy odkryli, że lncRNA to w istocie rezerwuary nowych, małych peptydów, a w obrębie genomu zidentyfikowali potencjalną translację kilkuset z nich. Do 70 z nich dopasowano odpowiadające im peptydy, wykorzystując w tym celu spektrometrię mas.

W ramach inicjatywy TRANSPHO ujawniono również związek pomiędzy setkami antysensownych sekwencji długiego niekodującego RNA (NAT) z rybosomami rzodkiewnika. NAT to molekuły RNA komplementarne względem endogennego mRNA, które regulują proces przystosowywania się roślin do szerokiego wachlarza warunków środowiskowych. Oczekuje się, że osiągnięcia projektu pozwolą stworzyć nowe narzędzia służące do modulacji ekspresji genów w organizmach roślinnych.

Powiązane informacje

Tematy

Life Sciences

Słowa kluczowe

Ekspresja genów, rozrost korzeni, TRANSPHO, regulacja translacyjna, rybosomy, lncRNA
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę