Istraživači sa Univerziteta Misuri otkrili su da protein SRFR1 reguliše dubinu rasta korena formiranjem gelastih kondenzata u ćelijama spoljnog sloja korena. Korišćenjem AI-predikcije strukture proteina i ciljane zamene amino-kiselina, tim je pojačao kondenzaciju SRFR1 i dobio biljke sa dužim korenjem. Modifikovana DNK je kreirana u test-tubi koristeći DNK polimerazu i uneta u biljke preko bakterijskog nosača. Nalazi ukazuju na mogućnost razvoja semenki otpornijih na sušu i nepovoljne uslove.
Otkriven Mehanizam Za Duže Korenje: Protein SRFR1 Može Povećati Otpornost Na Sušu
Gassmann's research helps scientists better understand the underlying cellular biology regulating root growth (Image courtesy of Mizzou)
Kako uzgajati biljke otpornije na sušu i teške uslove? Naučnici sa Univerziteta Misuri (Mizzou) pronašli su ključni molekularni mehanizam koji utiče na dubinu rasta korena — protein SRFR1.
Jianbin Su and Walter Gassmann (Image courtesy of Mizzou)
Šta su otkrili?
Tim iz laboratorije Waltera Gassmanna u Bond Life Sciences Centru otkrio je da SRFR1 formira sitne, gelaste strukture (kondenzate) u određenim ćelijama spoljnog sloja korena. Te kondenzovane strukture pomažu regulaciju dužine korena: više kondenzata korelira sa dužim rastom korena.
Su and Gassmann collaborate to study the specific role the SRFR1 protein plays in plants (Image courtesy of Mizzou)
Kako su modificirali protein?
Istraživači su iskoristili AI-alat za predviđanje strukture proteina da identifikuju amino-kiseline koje posreduju međumolekulske veze SRFR1. Zamenom tih amino-kiselina sa strukturno i hemijski različitim ostvaren je cilj da se poboljša sklonost proteina ka kondenzaciji. Tim je dizajnirao sintetički segment izmenjenog genetskog koda, amplifikovao ga u test-tubi pomoću DNK polimeraze i uveo novu DNK u bakteriju koja služi kao nosač za prenos genetskog materijala u biljke (npr. Agrobacterium u uobičajenim protokolima). Nakon prenosa u cvetove, modifikovana DNK postaje deo semena i nasledna je u narednim generacijama biljke.
„U zavisnosti od okoline, biljke ponekad trebaju duži ili kraći koren, i otkrili smo da ovaj protein pomaže da se to reguliše,“ rekao je Gassmann, direktor Bond Life Sciences Centra. „Kada bolje razumemo ove organizme, možemo ih dizajnirati, uzgajati ili menjati na način koji unapređuje poljoprivredu.“
Rezultati i značaj
Korišćenjem napredne svetlosne mikroskopije istraživači su uočili povećanu formaciju kondenzata i značajno duže korenje kod genetski izmenjenih biljaka u odnosu na divlji tip. Otkrivanje uloge SRFR1 otvara mogućnost razvoja semena i sorti koje su bolje prilagođene sušnim i zahtevnim uslovima, što može imati važnu primenu u poljoprivredi i za održivu proizvodnju hrane.
Dodatne napomene
Rad je rezultat dugogodišnjeg istraživanja Gassmanna i saradnika, uz podršku federalnih fondova (U.S. Department of Agriculture, National Science Foundation). Studija pod naslovom "Polymerization-mediated SRFR1 condensation in upper lateral root cap cells regulates root growth" objavljena je u časopisu The Plant Cell.
Pomozite nam da budemo bolji.
