I ricercatori sviluppanu un novu metudu di rigenerazione di e piante per regulà l'espressione di geni chì cuntrolanu a differenziazione di e cellule vegetali.

 Image: I metudi tradiziunali di rigenerazione di e piante necessitanu l'usu di regulatori di crescita di a pianta, cum'è l'hormone, chì ponu esse spezii specifichi è intensivi di travagliu. In un novu studiu, i scientisti anu sviluppatu un novu sistema di rigenerazione di e piante per regulà a funzione è l'espressione di i geni implicati in a dedifferentiation (proliferazione cellulare) è a redifferentiation (organogenesis) di e cellule vegetali. Vede più
I metudi tradiziunali di rigenerazione di e piante necessitanu l'usu diregulatori di crescita di e piantecum'èhormones, chì pò esse spezie specifichi è intensivi di travagliu. In un novu studiu, i scientisti anu sviluppatu un novu sistema di rigenerazione di e piante per regulà a funzione è l'espressione di i geni implicati in a dedifferentiation (proliferazione cellulare) è a redifferentiation (organogenesis) di e cellule vegetali.
I vegetali sò stati a fonte principale di l'alimentariu per l'animali è l'omu per parechji anni. Inoltre, i pianti sò usati per estrattà diversi composti farmacèutici è terapèuti. Tuttavia, u so misu è a dumanda crescente di l'alimentariu mette in risaltu a necessità di novi metudi di ripruduzzione di e piante. L'avanzati in a biotecnologia vegetale puderia risolve a futura penuria di l'alimentu producendu piante geneticamente modificate (GM) chì sò più pruduttivi è resistenti à u cambiamentu climaticu.
Naturalmente, i pianti ponu rigenerà e piante completamente novi da una sola cellula "totipotente" (una cellula chì pò dà origine à parechji tippi di cellule) per dedifferentiating è redifferentiating in cells with different structures and functions. U cundizionamentu artificiale di tali cellule totipotenti attraversu a cultura di tissuti vegetali hè largamente utilizatu per a prutezzione di e piante, a crescita, a produzzione di spezie transgeniche è per scopi di ricerca scientifica. Tradizionalmente, a cultura di tissuti per a regenerazione di e piante richiede l'usu di regulatori di crescita di a pianta (GGR), cum'è auxine è citochinine, per cuntrullà a differenziazione cellulare. Tuttavia, e cundizioni hormonali ottimali pò varià significativamente secondu a spezia di a pianta, e cundizioni di cultura è u tipu di tissutu. Per quessa, a creazione di cundizioni ottimali di esplorazione pò esse un compitu di tempu è di travagliu intensivu.
Per superà stu prublema, u prufessore assuciatu Tomoko Ikawa, inseme cù u prufessore assuciatu Mai F. Minamikawa da l'Università di Chiba, u prufessore Hitoshi Sakakibara da l'Università di Nagoya Graduate School of Bio-Agricultural Sciences è Mikiko Kojima, un tecnicu espertu di RIKEN CSRS, hà sviluppatu un metudu universale per u cuntrollu di e piante per regulazione. Espressione di geni di differenziazione cellulare "regulati in u sviluppu" (DR) per ottene a rigenerazione di e piante. Publicatu in u Volume 15 di Frontiers in Plant Science u 3 d'aprile di u 2024, u duttore Ikawa hà furnitu più infurmazione nantu à u so travagliu di ricerca, dicendu: "U nostru sistema ùn usa micca PGR esterni, ma invece usa genesi di fattore di trascrizione per cuntrullà a differenziazione cellulare. simile à e cellule pluripotenti indotte in mammiferi ".
I circadori anu espressu ectopically dui geni DR, BABY BOOM (BBM) è WUSCHEL (WUS), da Arabidopsis thaliana (aduprata cum'è una pianta mudellu) è esaminò u so effettu nantu à a differenziazione di a cultura di tissuti di tabacco, lattuga è petunia. BBM codifica un fattore di trascrizzione chì regula u sviluppu embrionicu, mentri WUS codifica un fattore di trascrizzione chì mantene l'identità di e cellule staminali in a regione di u meristemu apicale di u filu.
I so esperimenti anu dimustratu chì l'espressione di Arabidopsis BBM o WUS solu ùn hè micca abbastanza per induce a differenziazione cellulare in u tissutu di foglie di tabacco. In cuntrastu, a coespressione di BBM funziunalmente rinfurzata è WUS mudificatu funziunale induce un fenotipu di differenziazione autonoma accelerata. Senza l'usu di a PCR, e cellule di foglia transgénica si differenzianu in callus (massa di cellula disorganized), strutture verdi cum'è l'urgani è boccioli adventitious. L'analisi quantitativa di a reazione in catena di polimerasi (qPCR), un metudu utilizatu per quantificà e trascrizioni di geni, hà dimustratu chì l'espressione di Arabidopsis BBM è WUS correlated with the formation of transgenic calli and shoots.
In cunsiderà u rolu cruciale di i fitoormoni in a divisione è a differenziazione cellulare, i circadori anu quantificatu i livelli di sei fitoormoni, vale à dì auxina, citochinina, acidu abscisicu (ABA), gibberellin (GA), acidu jasmonicu (JA), acid salicylic (SA) è i so metaboliti in i culturi di piante transgeniche. I so risultati anu dimustratu chì i livelli di auxina attiva, citochinina, ABA è GA inattiva aumentanu cum'è e cellule si differenzianu in organi, mettendu in risaltu u so rolu in a differenziazione di e cellule vegetali è l'organogenesi.
Inoltre, i circadori anu utilizatu transcriptomi di sequenza di RNA, un metudu per l'analisi qualitativa è quantitativa di l'espressione genica, per valutà i mudelli di l'espressione genica in e cellule transgeniche chì mostranu differenziazione attiva. I so risultati anu dimustratu chì i geni ligati à a proliferazione cellulare è l'auxina sò stati arricchiti in geni à regulazione differenziale. Un esame ulteriore utilizendu qPCR hà revelatu chì e cellule transgeniche anu aumentatu o diminuitu l'espressione di quattru geni, cumprese i geni chì regulanu a differenziazione di e cellule vegetali, u metabolismu, l'organogenesi è a risposta à l'auxina.
In generale, questi risultati revelanu un approcciu novu è versatile à a regenerazione di e piante chì ùn necessita micca l'applicazione esterna di PCR. Inoltre, u sistema utilizatu in stu studiu pò migliurà a nostra cunniscenza di i prucessi fundamentali di a differenziazione di e cellule vegetali è migliurà a selezzione biotecnologica di spezie vegetali utili.
Evidenziando l'applicazioni putenziali di u so travagliu, u duttore Ikawa hà dettu: "U sistema rappurtatu puderia migliurà a ripruduzzione di e piante furnisce un strumentu per induce a differenziazione cellulare di e cellule vegetali transgeniche senza a necessità di PCR. Dunque, prima chì e piante transgeniche sò accettate cum'è prudutti, a società accelerà a ripruduzzione di e piante è riduce i costi di produzzione assuciati ".
Circa u prufessore assuciatu Tomoko Igawa Dr Tomoko Ikawa hè un prufissore assistente à a Scola Graduate di Orticultura, Center for Molecular Plant Sciences, è Center for Space Agriculture and Horticulture Research, Chiba University, Japan. I so interessi di ricerca includenu a ripruduzzione sessuale è u sviluppu di e piante è a biotecnologia vegetale. U so travagliu si concentra nantu à capiscenu i meccanismi molecolari di a ripruduzzione sessuale è a differenziazione di e cellule vegetali utilizendu diversi sistemi transgenici. Hà parechje publicazioni in questi campi è hè un membru di a Società Giapponese di Biotecnologia di e piante, a Società Botanica di u Giappone, a Società Giapponese di Allevamentu di e piante, a Società Giapponese di Fisiologi di e piante, è a Società Internaziunale per u Studiu di a Riproduzione Sessuale di e piante.
Differenciazione autonoma di e cellule transgeniche senza l'usu esternu di l'hormone: l'espressione di i geni endogeni è u cumpurtamentu di i fitohormoni
L'autori dichjaranu chì a ricerca hè stata fatta in l'absenza di qualsiasi relazione cummerciale o finanziaria chì puderia esse interpretata cum'è un potenziale cunflittu d'interessi.
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