2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói mélyen a víz alatt keresik a nyomokat, hogyan lehet újratervezni növényeket a világűr mélyén való életre.
Az űrben való utazással és élettel járó feszültségek egy része – például szélsőséges hőmérsékletek, szárazság, sugárzás és gravitáció – nem könnyen orvosolható hagyományos növényvédő szerekkel.
Szóval Dr. Wendy Boss, William Neal Reynolds, a botanika kiváló professzora és Dr. Amy Grunden, a mikrobiológia adjunktusa egyesítette szakértelmét a tengerben élő, egysejtű, Pyrococcus furiosus nevű szervezet jótékony tulajdonságainak átadására. mintanövényekké, mint a dohány és az Arabidopsis vagy a mustárfű.
P. A furiosus a Föld egyik legkorábbi életformája, egy mikroba, amely szélsőséges hőmérsékleten is túlél. Víz alatti tengeri vulkánokban nő és él, ahol a hőmérséklet meghaladja a 100 Celsius-fokot, vagy a forrásban lévő víz hőmérsékletét. Alkalmanként a szervezet kilövellődik a közel fagyos mélytengeri vízbe.
Az NC State kutatás, amelyet a NASA Institute for Advanced Concepts két évig és 400 000 dollárból finanszírozott, egy szuperoxid-reduktáznak nevezett gén kinyerését jelenti a P. furiosusból, és azt növényekben fejezi ki. Ez a gén, a természet egyik legjobb antioxidánsa, csökkenti a szuperoxidot, amely a növényekben stresszes körülmények között leadott kémiai jel. Ez a jelzés lényegében éber állapotba hozza a növényt, de a túl hosszú készenléti állapot káros lehet: Ha nem csökkentik gyorsan, a mérgező szuperoxid elpusztítja a növényi sejteket.
Mivel a szuperoxid-reduktáz gén nem található meg a növényekben, Boss, a növényi anyagcsere és a növényi ingerekre adott válaszok szakértője, valamint Grunden, a szélsőséges környezetben szaporodó organizmusok szakértője ezt a genetikai manipulációt próbaüzemként akarta használni felmérni egy szélsőséges környezetből származó gén beillesztésének megvalósíthatóságát egy növénybe, majd megvizsgáljuk, hogy a gén úgy működne-e, ahogyan eredeti szervezetében.
„A lényeg az, hogy a P. furiosus szuperoxid-reduktázgént elő tudtuk termelni egy modell növényi sejtvonalban, és megmutattuk, hogy az enzimnek ugyanaz a funkciója és tulajdonságai, mint a natív P. furiosus enzimnek” – mondta Boss. mondott. „Az a tény, hogy a növényi sejtek a P. furiosus fehérje összes tulajdonságával rendelkező fehérjét termelnének, új utakat nyit a kutatások számára a növények túlélése és fejlődése extrém körülmények között történő megtervezésében.”
Az Északi-sarkkörön élőknek azonban még nem szabad pálmafák vásárlásával rohanniuk. Évekbe fog telni, és még sok további tanulmányozásba fog telni, mire a növények képesek lesznek túlélni megszokott élőhelyükön kívül. Sőt, az ilyen típusú génmanipulációnak káros mellékhatásai is lehetnek. A kutatók szerint a fontos az a tény, hogy a P. furiosus és más extremofilek valamikor a jövőben képesek lehetnek jótékony tulajdonságaikat kölcsönözni a növényeknek.
„Ez egy nagyon alapkutatás” – mondta Boss."Ha új géneket adnánk a növényekhez, potenciálisan ellenállóbbá tehetnénk a növényeket az olyan szélsőséges körülményekkel szemben, mint a szárazság és a szélsőséges hőmérsékletek, amelyek a Földön vannak, de a Marson előforduló szélsőséges körülményekkel szemben is."
Most, hogy bebizonyosodott az a koncepció, hogy egyetlen gént extremofilből kell beilleszteni a növénybe, a kutatók a kapcsolódó gének beépítésén dolgoznak, annak reményében, hogy még szélsőségesebb hőmérsékleten is védelmet nyújthatnak a növényeknek. És még több nagyszerű elmét vonnak be, hogy több választ találjanak ki – csapatban egy kitüntetéses egyetemi kurzust tartottak „Élő szervezetek újratervezése a Marson túléléshez: Virtuális növények fejlesztése” címmel, és azt tervezik, hogy egy másik osztályt ajánlanak fel a a sugárkárok csökkentése 2007 tavaszán.
