Genomics Project célja egy "virtuális növény" létrehozása

Genomics Project célja egy "virtuális növény" létrehozása
Genomics Project célja egy "virtuális növény" létrehozása
Anonim

2000. június 1. – Növénybiológusok egy csoportja komoly tudományos erőfeszítéseket követel egy növény biológiai gépezetének kellő részletességű megértése érdekében egy virtuális növény megalkotásához, amely felhasználható a növény fejlődésének minden aspektusának vizsgálatára..

A 2010-es projektről szóló jelentésben, amely elérhető az interneten, a szerzők egy multinacionális erőfeszítést javasolnak az Arabidopsis thaliana modellnövényben található összes gén és fehérje működésének meghatározására. A The 2010 Project workshopról szóló jelentés összefoglalója, amelyet januárban tartottak a The Salk Institute for Biological Studies-ban, a Plant Physiology 2000. júniusi számában jelent meg.A projektjelentés munkavázlatainak közzétételével a kutatók azt remélik, hogy a kutatói közösség tagjainak észrevételeit megfontolják, mielőtt a végső jelentést ezen a nyáron benyújtják a Nemzeti Tudományos Alapítványhoz (NSF).

"A 2010-es projekt célja az Arabidopsis összes génjének megértése. Csak így fogjuk megérteni, mitől lesz egy növény növény" - mondta Joanne Chory, a műhely társelnöke, Howard Hughes. Orvosi Intézet (HHMI) vizsgálója a The Salk Institute-ban. "Ahogyan a Human Genome Project esetében is, a génszekvencia ismerete csak a kezdet. A gének működésének megértése az igazi kihívás, amellyel mindannyian szembenézünk."

Az Arabidopsis – az első teljesen szekvenált virágos növény – 25 000 génjének teljes szekvenciája 2000 közepe táján lesz elérhető. Az NSF által szponzorált workshop célja egy tudományos pálya feltérképezése volt, hogy kihasználhassák a teljes génszekvenciát, amint az elérhetővé válik.A Plant Physiology című folyóiratban a szerzők kijelentik: "A 2010 Project végső célja az, hogy kiszélesítse a hatókört annak mérlegelésére, hogy a genomika hogyan alkalmazható az összes növény megértésére."

A káposztát és retket is magában foglaló mustárcsalád tagja, az Arabidopsis a növényvilág laboratóriumi egere. Az egérhez hasonlóan az Arabidopsis is kicsi, szapora, könnyen termeszthető és gyors az életciklusa. A virágos növények közül az Arabidopsis rendelkezik a legkisebb ismert genommal, és a kutatók már számos eszközzel rendelkeznek a genetikai vizsgálatokhoz.

A 2010-es projektjelentés egy ambiciózus 10 éves erőfeszítést vázol fel, amely a tudósok képzésére és a kutatási eszközök folyamatos fejlesztésére helyezi a hangsúlyt. A terv olyan speciális géntechnológiai központok létrehozását irányozza elő, amelyek elősegítik a legújabb technológiák, például a génmikrotömbök és a számítógépes analitikai technikák megvalósítását.

A tervben számos részletes mérföldkő is szerepel, amelyek biztosítják az Arabidopsis gének működésének tanulmányozására szolgáló kutatási eszközök fejlesztésének előrehaladását.A 10 éves projekt vége felé a kutatók azt javasolják, hogy az egyes gének tanulmányozása során szerzett ismereteket integrálják annak átfogóbb megértéséhez, hogy ezek a génhálózatok hogyan hatnak egymásra a sejtek és szövetek felépítésében. Végül 2010-re a növénykutatók azt remélik, hogy elkészítik az Arabidopsis összes biológiai útjának teljes "bekötési rajzát".

„Végül azt reméljük, hogy létrehozunk egy „kattintható növényt” – mondta Chory. "Azt akarjuk, hogy a számítógépünkhöz tudjunk kattintani egy sejttípusra, és megérthessük az összes fehérje-fehérje kölcsönhatást.

"Szeretnénk például egy növény négydimenziós nézetét látni, amely minden részletet lefed a mag kicsírázásától egészen addig, amikor a következő generációs magvak lehullanak az anyanövényről. És szeretnénk. szeretném megállítani a folyamatot a növény életciklusának bármely szakaszában, és látni, hogy mely fehérjék expresszálódnak, és hogyan lépnek kapcsolatba egymással."

Chory azonban megjegyezte, hogy egy virtuális üzem felépítésének célja jelentős tudományos előrelépést igényel az Arabidopsis megértésében.

"A növényi fehérjék csaknem felének funkciója még mindig ismeretlen" - mondta Chory. "Tehát rendkívül ambiciózus célunk van, hogy teljesen megértsük a funkciójukat.

"Minden proteomikában központi cél annak megértése, hogy minden fehérje hogyan lép kölcsönhatásba másokkal" - mondta. "Tehát, hacsak nem tanulmányozod az összes fehérjét, nem fogsz tudni hatékonyan válaszolni az ezekkel a kölcsönhatásokkal kapcsolatos kérdésekre."

Az Arabidopsis genomjának teljes megértése érdekében a jelentés a kutatási stratégia "radikális eltérését" támogatja. A növénytudósoknak olyan géneket kell vizsgálniuk, amelyeknek nincs ismert funkciójuk. Ez az eltérés indokolt, mondta Chory, mert az Arabidopsis teljes megértése széles körben hasznos lesz.

"Az Arabidopsis génjének többsége minden más növényben megtalálható" - mondta. "Tehát az Arabidopsisban felfedezett bármely felfedezés nagyon könnyen alkalmazható bármely más növényre, például kultúrnövényekre vagy gyógynövényekre.Így ezek a vizsgálatok vagy nagyon erős prediktív értékkel bírnak, vagy akár lehetővé teszik a tudósok számára, hogy egy Arabidopsis gént közvetlenül beépítsenek egy haszonnövénybe, vagy manipulálják a haszonnövény génjét."

A 2010-es projekt figyelembe veszi az Arabidopsis mint modellnövény korlátait azáltal, hogy hasonló vizsgálatokat javasol más növényfajokon – jegyezte meg Joseph Ecker, a Pennsylvaniai Egyetem munkatársa, a műhely társelnöke.

"Tisztában vagyunk azzal, hogy más növényekben számos olyan biológiai folyamat zajlik, amelyek fontosak a mezőgazdaság, az emberi egészség és az energia szempontjából, és amelyek nem jelennek meg az Arabidopsisban" - mondta Ecker. Ecker megjegyezte, hogy a hüvelyesekben a nitrogén megkötése és a másodlagos növényi vegyületek előállítása, amelyek gyógyászati ​​értékkel bírhatnak, csak két példa.

Ecker azt is hangsúlyozta, hogy az Arabidopsis-vizsgálatokat össze kell hangolni a kritikus fontosságú haszonnövényekkel, például a rizssel kapcsolatos kutatásokkal, hogy elkerüljék a párhuzamosságot, és olyan alapvető ismereteket nyújtsanak, amelyek a mezőgazdaságban alkalmazhatók.

A Workshop résztvevője, Steven Henikoff, a Fred Hutchinson Rákkutató Központ HHMI-kutatója hangsúlyozta a The 2010 Project azon terveinek fontosságát, hogy koordinálja az Arabidopsis funkcionális genomikai vizsgálatait.

Különösen a fordított genetikai vizsgálatok összehangolásának szükségességére hivatkozott, amelyekben egy gén funkcióját egy gén mutációja és a kapott fenotípus tanulmányozása határozza meg.

"Nagyon könnyű újra feltalálni a kereket" - mondta. "A fordított genetikai vizsgálatok nagy érdeklődésre tartanak számot a funkcionális genomika területén, és sok tervezett kísérlet sokkal eredményesebb lesz, ha összehangolják őket."

Chory szerint az Arabidopsis tanulmányozása a biológiai alapelvek általánosabb megértését is segíti. A növénygenomikai kutatás segíthet megérteni például a "fenotípusos plaszticitást" – azt, hogy az organizmusok hogyan változtatják meg genetikai expressziójukat a környezet hatására.

"A növények minden más szervezetnél jobban megváltoztatják fejlődésüket a környezetük szempontjából" - mondta. "És mivel ezek egy könnyen manipulálható rendszer, elkezdhetünk feltenni néhány nagyon alapvető kérdést a környezet plaszticitásra gyakorolt ​​hatásairól. Ha feltesszük ezeket a kérdéseket növényekben, olyan technikákat kapunk, amelyeket más élőlényekre, köztük állatokra is alkalmazni lehet."

Az Arabidopsis alapvető ismerete, mondta, szintén kulcsszerepet fog játszani a mezőgazdasági termelékenység kritikusan szükséges növelésében.

"Szükségünk van egy újabb zöld forradalomra a következő 50 évben" - mondta Chory. "Mivel kilencmilliárd emberünk lesz ezen a bolygón, meg kell dupláznunk élelmiszertermelésünket. És ezt intelligensen kell tennünk, nem úgy, hogy a föld összes szántóját elhasználjuk. Ha a hagyományos nemesítéssel elértük a termelékenységnövekedés nagy részét, akkor transzgenikus technológiát kell használnunk a vadon élő fajok háziasításának és a magasabb hozamú, táplálóbb haszonnövények termesztésének következő lépéseihez."

Henikoff hozzátette: "Bár az utóbbi időben a génmanipulált növényeket jelentős negatív sajtó érte, fel kell ismernünk, hogy az olyan növények, mint az A-vitaminnal dúsított rizs, óriási hatással lehetnek az emberi egészségre, milliók szenvedését enyhítve."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei