สมัครตอนนี้

เข้าสู่ระบบ

ลืมรหัสผ่าน

ลืมรหัสผ่านของคุณ? กรุณากรอกอีเมลของคุณ. คุณจะได้รับลิงค์และจะสร้างรหัสผ่านใหม่ทางอีเมล.

เพิ่มโพสต์

คุณต้องเข้าสู่ระบบเพื่อเพิ่มโพสต์ .

เพิ่มคำถาม

คุณต้องเข้าสู่ระบบเพื่อถามคำถาม.

เข้าสู่ระบบ

สมัครตอนนี้

ยินดีต้อนรับสู่ Scholarsark.com! การลงทะเบียนของคุณจะอนุญาตให้คุณเข้าถึงโดยใช้คุณสมบัติเพิ่มเติมของแพลตฟอร์มนี้. สอบถามได้ค่ะ, บริจาคหรือให้คำตอบ, ดูโปรไฟล์ของผู้ใช้รายอื่นและอีกมากมาย. สมัครตอนนี้!

พืชรับมือกับความเครียดอย่างไร: พืชตอบสนองต่ออันตรายต่อสิ่งแวดล้อมโดยการ "ติดแท็ก" โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่พวกเขาต้องการเพื่อให้ทนต่อสภาพแห้ง, ตามการศึกษาใหม่

อนาคตดูท้าทายสำหรับพืช. คาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะทำให้เกิดความแห้งแล้งอย่างกว้างขวางไปยังส่วนต่างๆ ของโลกที่กำลังเผชิญกับสภาพอากาศแห้งแล้ง. เพื่อบรรเทาผลกระทบที่อาจเกิดความหายนะต่อการเกษตร, นักวิจัยกำลังมองหากลยุทธ์ที่จะช่วยให้พืชสามารถทนต่ออันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงรวมถึงความแห้งแล้งและความเครียดจากเกลือ, ปัญหารุนแรงขึ้นเมื่อน้ำชลประทานไหลผ่านดิน, ฝากเกลือที่รากพืชดูดซึมได้, ทำให้ผลผลิตโดยรวมลดลง.

เทคนิคหนึ่งคือการมองหาวิธีที่พืชมีวิวัฒนาการตามธรรมชาติเพื่อรับมือกับความเครียด เช่น เกลือที่มากเกินไป. ในการศึกษาใหม่ออกใน รายงานเซลล์, นักวิจัยนำโดย มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย นักชีววิทยา Brian D. เกรกอรี่ และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Stephen J. แอนเดอร์สันได้ระบุกลไกที่สามารถจัดการเพื่อพัฒนาพืชที่ทนต่อเกลือได้มากขึ้น.

งานของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าแท็กเล็ก ๆ บนโมเลกุลอาร์เอ็นเอ - การถอดเสียงที่แปลเพื่อผลิตโปรตีน - ทำหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพและปกป้องสายพันธุกรรมเหล่านี้. เมื่อพืชสัมผัสกับสภาวะที่มีเกลือสูง, เครื่องหมายอาร์เอ็นเอ N6-เมทิลอะดีโนซีน, หรือ m6NS, ป้องกันการสลายตัวของการถอดรหัสโปรตีนที่ช่วยให้พืชสามารถจัดการกับสภาวะที่ท้าทายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น.

“นี่คือวิธีที่เราจะช่วยชาวนา,” เกรกอรี่พูด, รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาใน คณะศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์, และผู้เขียนอาวุโสในหนังสือพิมพ์. “เราจำเป็นต้องระบุวิธีที่เราสามารถทำพืชที่ทนเกลือและทนแล้งได้มากขึ้น, และการจัดการเส้นทางนี้อาจเป็นวิธีหนึ่งที่จะทำได้”

Brian Gregory
Brian Gregory

เพื่อให้สิ่งมีชีวิตผลิตโปรตีนใดๆ, อันดับแรกจะต้องมีสายส่งสาร RNA . ที่สอดคล้องกันก่อน (mRNA). แต่ไม่ใช่ว่า mRNA ทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรตีน—บางตัวจะเสื่อมโทรมก่อนที่จะถึงระยะนั้น. ในปีที่ผ่านมา, ทั้งนักชีววิทยาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและพืชต่างให้ความสนใจกับ m6เครื่องหมายในฐานะผู้เล่นที่อยู่ในกระบวนการโดยที่ mRNA ถูกกำหนดเป้าหมายให้เก็บไว้หรือทำลาย.

“มีการระเบิดความสนใจในเครื่องหมายนี้,เกรกอรี่พูด. "พบว่าเป็นการดัดแปลงภายในที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดใน mRNA"

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม, งานวิจัยจำนวนมากชี้ไปที่การติดฉลากเครื่องหมาย mRNA เพื่อการทำลาย. และ, ในขณะที่การศึกษาบางชิ้นแนะนำว่าอาจทำงานในลักษณะเดียวกันในพืช, เกรกอรี่, แอนเดอร์สันและเพื่อนร่วมงานต้องการมุมมองที่เป็นสากลมากขึ้น.

วิเคราะห์ใบที่โตเต็มที่ Arabidopsis, นักวิจัยทั่วโลกระบุ m6ก. ในพืชปกติและในพืชที่มีเอ็นไซม์ที่เติม m6ถูกกำจัดไปแล้ว, จึงทดลองทำให้หมดเครื่องหมาย.

พวกเขาพบว่าการถอดเสียงที่มีมากมายเมื่อทำเครื่องหมายโดยm6A ในพืชปกติมีค่าต่ำกว่ามากใน m6A-depleted พืชกลายพันธุ์, สัญญาณว่าเครื่องหมายกำลังทำหน้าที่ป้องกันเพื่อทำให้การถอดเสียงมีเสถียรภาพ.

เปรียบเทียบระหว่างพืชปกติกับพืชกลายพันธุ์อย่างใกล้ชิด, ทีมงานพบว่า m6NS, เมื่อปัจจุบัน, ปกป้องการถอดเสียงโดยป้องกันไม่ให้เอนไซม์ย่อยสลาย. เมื่อเครื่องหมายนี้หายไป, ใบรับรองผลการเรียนถูกตัดออกและเสื่อมโทรมในเวลาต่อมา.

“มันเป็นเรื่องบังเอิญ,แอนเดอร์สัน, “แต่กลับกลายเป็นว่าความไม่เสถียรนี้เกิดขึ้นใกล้กับจุดที่ควรจะเป็น แต่ไม่ได้อยู่ในกลุ่มพืชทดลอง”

Stephen Anderson
Stephen Anderson

ขั้นตอนต่อไปคือการถามว่าทำไมพืชถึงมีการพัฒนากลไกนี้ตั้งแต่แรก. นักวิจัยได้บอกใบ้ว่า m6การติดฉลากอาจเกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียด, พิจารณาจากยีนที่ได้รับผลกระทบระหว่างพืชปกติและพืชกลายพันธุ์. แต่, เพื่อนำไปทดสอบ, พวกเขาปลูกพืชในดินที่มีเกลือสูงและทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีก.

การบำบัดด้วยเกลือ, พวกเขาค้นพบ, ทำให้พืชติด m . มากขึ้น6เครื่องหมายในการถอดเสียง mRNA ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียดจากเกลือ, รวมทั้งความเครียดจากภัยแล้ง. กล่าวอีกนัยหนึ่ง, พืชเหล่านี้คาดตัวเองเพื่อรับมือกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม.

“สิ่งนี้ทำให้พืชมีกลไกแบบไดนามิกและทรงพลังในการควบคุมการตอบสนองต่อความเครียด,เกรกอรี่พูด. “คุณสามารถย้ายเครื่องหมายนี้ไปยังบันทึกที่คุณต้องการเก็บไว้”

“ยังมีหลักฐาน,แอนเดอร์สันพูด, “เพื่อให้พืชสามารถลบเครื่องหมายออกจากสำเนาที่ไม่ต้องการได้”. เรายังคงตรวจสอบกลไกนั้นอยู่”

"งานนี้,” กะเหรี่ยงโคนที่ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ, ซึ่งให้ทุนสนับสนุนการวิจัย, “ให้ความเข้าใจใหม่ที่น่าตื่นเต้นว่าข้อมูลจีโนมโต้ตอบกับสัญญาณจากสิ่งแวดล้อมอย่างไรเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต. ผลลัพธ์จะเปิดประตูสู่การค้นพบในอนาคตว่าสิ่งมีชีวิตใช้กลไกที่อิงกับอาร์เอ็นเออย่างไรเพื่อรักษาความแข็งแกร่งและความสามารถในการปรับตัวที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป, การค้นพบที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับหนึ่งใน NSF's 10 ไอเดียที่ยิ่งใหญ่, เข้าใจกฎแห่งชีวิต: การทำนายฟีโนไทป์.”

ในการทดลองติดตามผลเพิ่มเติม, ห้องปฏิบัติการของ Gregory จะตรวจสอบการมีส่วนร่วมของเครื่องหมายนี้ในสถานการณ์กดดันอื่นๆ สำหรับพืช, เช่นเมื่อได้รับความเสียหายจากสิ่งมีชีวิตเช่นแบคทีเรียหรือเชื้อรา. เกรกอรีและเพื่อนร่วมงานยังวางแผนที่จะทำการทดลองเกี่ยวกับพันธุ์พืชที่สำคัญต่อการเกษตรอีกด้วย, เช่น ถั่วเหลือง.

การศึกษาเพิ่มเติมอาจช่วยให้พวกเขาเป็นศูนย์ในกลไกที่พืชแนบเครื่องหมายนี้เข้ากับการถอดเสียง, ช่วยในการพัฒนากลยุทธ์สำหรับโรงงานวิศวกรรมที่อาจต้านทานสภาวะที่ท้าทายที่เกิดจากภัยแล้งได้ดีกว่า.

เกี่ยวกับ มารี

ทิ้งคำตอบไว้