دانشمندان کشف کرده‌اند که گیاهان چگونه ژن‌های خود را مبادله می‌کنند

پروتئین SCEP۳ تنوع ژنتیکی گیاهان را کنترل می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار،زیست‌شناسان موسسه ژنتیک گیاهی لایب‌نیتس، پروتئینی کلیدی را کشف کرده‌اند که نحوه تبادل ژن‌ها در گیاهان را در طول تولید مثل تنظیم می‌کند. پروتئین مورد نظر، SCEP۳، بر فراوانی و توزیع تبادلات ژنتیکی بین کروموزوم‌ها تأثیر می‌گذارد که برای تنوع فرزندان بسیار مهم است. نتایج این مطالعه در Nature Plants منتشر شده است.

تولید مثل جنسی بر اساس میوز است، فرآیندی که طی آن سلول‌هایی با نصف تعداد کروموزوم‌ها تشکیل می‌شوند. در آغاز این فرآیند، نوترکیبی رخ می‌دهد: کروموزوم‌های جفت‌شده قطعات DNA را مبادله می‌کنند. این امر تنوع ژنتیکی را تضمین می‌کند، اما طبیعت به شدت کنترل می‌کند که چنین تبادلاتی کجا و چند وقت یکبار رخ می‌دهد و امکان اصلاح نباتات را محدود می‌کند.

کمپلکس سیناپتونمال - یک ساختار پروتئینی که کروموزوم‌ها را به هم متصل می‌کند - نقش حیاتی در این فرآیند ایفا می‌کند. تاکنون، تنها سه پروتئین دخیل در تشکیل آن در گیاه Arabidopsis thaliana شناخته شده بودند. اکنون، دانشمندان SCEP۳ را کشف کرده و دریافته‌اند که نه تنها کروموزوم‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد، بلکه تبادل ژن را نیز تنظیم می‌کند.

این مطالعه نشان داد که اگر SCEP۳ با استفاده از فناوری CRISPR "خاموش" شود، کراسینگ‌اور‌ها (ترکیبات چند رشته‌ای) در فرزندان بیشتر اتفاق می‌افتد. این تبادل قطعات DNA است که منجر به ایجاد صفات جدید در گیاهان، مانند رنگ یا مقاومت در برابر بیماری، می‌شود. این امر تفاوت بین سلول‌های زایای نر و ماده را که معمولاً کراسینگ‌اور‌ها را به طور متفاوتی انجام می‌دهند، از بین می‌برد.

به گفته محققان، پروتئین SCEP۳ در بسیاری از گیاهان یافت می‌شود، به این معنی که ممکن است نقش مشابهی را در محصولات کشاورزی ایفا کند. درک نحوه عملکرد آن، راه را برای اصلاح نژاد دقیق‌تر هموار می‌کند - که امکان دستیابی سریع‌تر به ترکیبات ژنی مورد نظر و با تلفات کمتر را فراهم می‌کند. این امر به ویژه برای توسعه گونه‌های مقاوم در برابر بیماری‌ها، خشکسالی و سایر چالش‌های اقلیمی مهم است.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری