La Jolla, Kalifornia, 2000. augusztus 4. – A Scripps Research Institute (TSRI) tudósai klónoztak egy gént, amely szabályozza a növények cirkadián ritmusát, így jobban megértheti – molekuláris szinten – azokat a folyamatokat, amelyek lehetővé teszik az élőlények előre látni és alkalmazkodni a környezet napi változásaihoz. Steve Kay, Ph. D., a sejtbiológia professzora és a tanulmány szerzője szerint „A munka abba az irányba tereli a tudósokat, hogy megértsék, hogyan segíti ez a gén a növényeket pontosan követni az időt, ami rendkívül fontos képessége az élőlények számára. teljesen függ a napi fényciklustól."
Továbbá a kutatók úgy vélik, hogy a növények belső "óráinak" megértése azt is megmagyarázhatja, hogyan működnek az órák más fajoknál, beleértve az embert is.
A Science mai számában jelenik meg a tanulmány, „Az Arabidopsis Clock Gene TOC1 klónozása, egy autoregulatory Response Regulator Homolog”. Szerzői dr. Carl Strayer, Tokitaka Oyama, Thomas F. Schultz, Ramanujam Raman, David E. Somers, Paloma Mas, Satchidananda Panda, Joel A. Kreps és Steve A. Kay.
Számos biológiai folyamat – a gombák növekedése, a rovarok aktivitása, az emberek vérnyomásának változása – naponta ingadozik, emelkedik és csökken a nappal és az éjszaka előre látható szakaszaiban. Ezt azért teszik, mert az élőlényeknek belső órájuk van, amely időzíti a ritmust. A növények például az órájukat használják, hogy felpörgetik a napot, felszerelik fotoszintetikus gépeiket, és hajnal előtt emelik fel leveleiket. Órájuk segítségével mérik a nap hosszát, és így előre látják az évszakok változásait – ez a rendszer meghatározza, hogy mikor hullatják le a leveleiket, mikor hoznak magot vagy gumót ősszel, illetve mikor virágoznak vagy termesztenek tavasszal.
A tudósok bizonyítékot szolgáltattak a belső óramechanizmusok létezésére oly módon, hogy az organizmusokat izolált kamrákba helyezték, ahol nem látják a nappali/éjszakai ciklusokat, és ennek ellenére ritmusuk körülbelül 24 óránként megismétlődik. A jelenlegi tanulmányban a Kay laboratórium tudósai egy mutáns növénnyel dolgoztak, amelynek az órája túl gyorsan járt, és körülbelül 21 óránként biciklizett.
A hibáért felelős gén azonosítására a Kay-csoport a régimódi genetikai technikákat modern technológiákkal kombinálta. A mutáns fajtát normál növényekre tenyésztették, és elemezték a leszármazottak ritmusát. A szentjánosbogarakból származó gén segítségével, amelyet a növény órája szabályoz, megjelenítették a növények ragyogási ritmusát. A humán genom projekthez hasonló növényi genomprojektből származó információkat is felhasználtak, hogy segítsenek korrelálni a ragyogási ritmus hibáját a növényi kromoszóma egy adott régiójával. Miután azonosították a TOC1-nek nevezett óragént, a kutatók egy másik ragyogó gént kölcsönöztek – ezt egy medúzától –, és összekapcsolták a TOC1-gyel, hogy megnézzék, hol működik a sejtekben.
A TOC1-et a mustárcsalád egyik tagjában találták meg, egy Arabidopsis nevű fajban, de valószínűleg hasonló gének szabályozzák az időzítést olyan fajoknál, mint a kukorica, a rizs és a búza.
A tanulmányt a National Institutes of He alth és a National Science Foundation finanszírozta.
