Ген-прискорювач: швидше, вище, сильніше

Відео: ЧЕМПІОНИ ШВИДШЕ ВИЩЕ СИЛЬНІШИЙ

Багаторічні трави, такі як просо прутовидне і міскантус, можуть виступати вролі сировини для виробництва біоетанолу. Збирати «урожай» з одного поля можна кілька разів, але перед цим рослині потрібно два-три роки, щоб «облаштуватися» на новому місці і розвинути досить потужну кореневу систему.

«Сировина для біопалива, як правило, можна отримати тільки на другий або третій рік, - каже Філіп Бенфей (Philip Benfey), директор Центру системної біології Дюкского університету. - Метод, що дозволяє прискорити ріст кореневої системи, може внести важливий вклад в скорочення часу до збору трав ». Не виключено, що відкриття команди Бенфея якраз і пропонує такий метод.




Швидкість росту коренів
звичайної (Col-0) і мутантної (upb1-1) форм арабидопсиса

Просо прутовидне (Panicum virgatum) може бути використано в якості сировини для виробництва біоетанолу, але до моменту його збору може пройти 2-3 роки.

Вчені цілеспрямовано шукали ті гени, які активуються, коли рослинна клітина перестає ділитися і починає набувати властивостей зрілої, дорослої клітини. Дослідження проводилося на кореневій системі арабидопсиса, вирощеного в лабораторних умовах. В результаті було виявлено ген, що впливає на швидкість розвитку коренів рослини. Подальші дослідження показали, що цей ген, званий UPBEAT1 (UPB1), контролює експресію ферментів пероксидаз. Потім вчені продемонстрували, що пероксидази, в свою чергу, контролюють баланс між вільними радикалами в зоні проліферації (ділення) клітин. Вільні радикали, найбільш широко відомі як продукт оксидативного стресу, з яким клітина бореться за допомогою антиоксидантної системи, також беруть участь в регуляції переходу від проліферації до диференціації клітин як у рослин, так і у тварин.

Коли дослідники в ході експерименту знизили активність UPB1 в коренях рослин, це вплинуло на баланс вільних радикалів і затримало початок процесу диференціації. Коріння піддослідних рослин стали швидко зростати. Коли ж активність UPB1 була штучно збільшена, зростання сповільнилося.

«Цілком можливо, що, маніпулюючи одним цим геном, ми зможемо вивести рослина з високою швидкістю росту», - каже Бенфей. За його словами, рослини не використовують весь свій потенціал зростання, вони змушені шукати компроміс між зростанням і розмноженням.

Компанія Бенфея GrassRoots Biotechnology Inc. запатентувала його методику і сподівається в майбутньому використовувати її в процесі отримання біопалива. Стаття, що описує дослідження, опублікована в журналі Cell.