دانشمندان کشف کردند که گیاهان چگونه ژن‌های خود را مبادله می‌کنند

گیاهان طبیعی: پروتئین SCEP۳ تنوع ژنتیکی گیاهان را کنترل می‌کند

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

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

کمپلکس سیناپتونمال، یک ساختار پروتئینی که کروموزوم‌ها را به هم متصل می‌کند، نقش کلیدی 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 کرده‌اند و دریافته‌اند که نه تنها کروموزوم‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد، بلکه فعالیت تبادل ژن را نیز تنظیم می‌کند.

این مطالعه نشان داد که اگر SCEP۳ را با استفاده از فناوری CRISPR "خاموش" کنید، فرزندان بیشتر با هم تلاقی می‌کنند. این تبادل "قطعات" DNA است که منجر به ظهور صفات جدید در گیاهان می‌شود - به عنوان مثال، رنگ یا مقاومت در برابر یک بیماری خاص. در عین حال، تفاوت بین سلول‌های زایای نر و ماده، که در آنها تبادلات معمولاً به طور متفاوتی رخ می‌دهد، از بین می‌رود.

به گفته محققان، پروتئین SCEP۳ در بسیاری از گیاهان یافت می‌شود، به این معنی که می‌تواند نقش مشابهی را در محصولات کشاورزی ایفا کند. درک نحوه عملکرد آن، راه را برای اصلاح نژاد دقیق‌تر باز می‌کند - زمانی که ترکیب‌های مناسب ژن‌ها می‌توانند سریع‌تر و با تلفات کمتر به دست آیند. این امر به ویژه برای اصلاح نژاد گونه‌هایی که در برابر بیماری‌ها، خشکسالی و سایر چالش‌های اقلیمی مقاوم هستند، بسیار مهم است.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری