Flores crescem repetidamente caules, folhas e pétalas em um padrão perfeito. Uma nova pesquisa de coronel mostra que, mesmo na formação específica e padronizada da planta, a atividade gênica dentro da célula individual é muito mais caótica que a externa.
Essa pesquisa tem um impacto importante para a engenharia vegetal, onde os cientistas mudam de genes artificiais para controlar ou controlar o comportamento. Compreender como as plantas gerenciam o “ruído” genético também pode notificar a pesquisa da biologia sintética, onde as previsões são importantes, para pesquisar o câncer, onde as atividades genéticas aleatórias podem impulsionar a evolução do tumor.
Pesquisa publicada em 20 de maio Contatos da natureza.
“No final, a pesquisa contestou a idéia de que a precisão biológica requer controle perfeito”, professor de biologia vegetal da Escola de Integração de Ciência das Plantas, Adrian Roder, College of Agriculture and Life Science e The Well Institute for Cell and Malicle Biology. “Em vez disso, mostra que a natureza não elimina a randomidade – cria sistemas e processos confiáveis que funcionam, apesar disso”.
Os co-autores Shuao Kong Well Institute para venda e Molecular começaram a trabalhar como estudante de pós-graduação no laboratório de Rhoda em Biologia. Kong agora é pesquisador pós -dótico da Harvardmidical School.
Os pesquisadores testaram Thale Cress (Arbidopsis), Uma pequena planta na família de mostarda, para ver a expressão do gene estocúfico – o processo pelo qual os genes podem girar ou parar aleatoriamente. O partido descobriu que os genes reagem ao oxina – um hormônio que instrui o crescimento da flor – é o mesmo sinal hormonal, mas as células foram ativadas de maneiras incrivelmente aleatórias de células para células. Apesar das mesmas instruções, as células se comportam involuntariamente.
O partido usou o jornalista em Sparkle para rastrear três genes re-consamáveis, incluindo um conhecido como moléculas iluminadas-DR5 com fluorocens quando os genes foram introduzidos. Eles descobriram que a atividade do DR5 foi ‘lançada’ por Axin, mas foi alterada de uma sala para a próxima célula – não devido à diferença no nível da oxina, mas devido a flutuações aleatórias dentro das células.
Eles viram essa dinâmica ocorrendo nas sapalas da planta, com uma forte folha verde na base do botão que protege as flores emergentes. Embora as células sejam individualmente “ruído” e inesperadas, a planta produz repetidamente quatro sépalas protetoras em um padrão perfeito.
“Eu realmente pensei que tínhamos alcançado essas quatro áreas (de formação sépica), haveria muita randomidade – mas não era”, disse Rhoder. “De alguma forma, apesar das palavras, você ainda encontra esses patches muito limpos onde os órgãos do sépal começam” “
Embora os cientistas saibam que a atividade do gene pode ser barulhenta no nível molecular, a pesquisa revelou que mesmo desenvolvimentos importantes alimentados pelo hormônio vegetal oxina mostram aleatoriamente em células individuais, como as plantas fornecem novas idéias sobre como as plantas gerenciam essa variabilidade nacional.
A pesquisa mostrou que dois genes da oxina-retailer, AHP 6 e DOF 5.8, mostraram menos randomidade que o DR5, o que sugere que as plantas podem ter um processo embutido para úmido o som quando necessário.
A equipe diz que o original é um processo conhecido como “média espacial”. As células únicas se comportam de maneira inconsistente, grupos de células trabalham juntos para suavizar a palavra, criando um sinal estável e articular que pode usar para orientar o desenvolvimento de plantas.
“O organismo pode usar essa randomidade e ignorá -lo quando o organismo pode usar isso aleatório”. “É super forte.”
Ele disse que a pesquisa levantou questões importantes. “A média espacial é uma maneira de as plantas lidar com a manifestação do homem, mas como esse buffer acontece e em que circunstâncias isso falha?” O Dr. Rhoder, “Como podemos incluí -lo quando estamos tentando fazer com que nosso engenheiro de genes favorito o expresse em lugares atraentes?”
Entre os colaboradores estão Byron Rusnak, um estudante de graduação da Escola de Ciência Planta Integativa (CLS) e Minguan Zhu, um associado pós -ditinal da Duke University.
Esta pesquisa foi apoiada pelo National General Medical Sciences Institute nos Institutos Nacionais de Saúde.
