अनुसन्धानकर्ताहरूले बिरुवाको कोष भिन्नता नियन्त्रण गर्ने जीनहरूको अभिव्यक्तिलाई नियमन गरेर बिरुवाको पुनरुत्थानको नयाँ विधि विकास गरिरहेका छन्।

 छवि: बिरुवा पुनरुत्थानको परम्परागत विधिहरूमा हर्मोन जस्ता बिरुवा वृद्धि नियामकहरूको प्रयोग आवश्यक पर्दछ, जुन प्रजाति विशिष्ट र श्रम-गहन हुन सक्छ। एक नयाँ अध्ययनमा, वैज्ञानिकहरूले बिरुवा कोषहरूको डिडिफरेंशिएसन (कोशिका प्रसार) र रिडिफरेंशिएसन (अर्गानोजेनेसिस) मा संलग्न जीनहरूको कार्य र अभिव्यक्तिलाई नियमन गरेर नयाँ बिरुवा पुनर्जन्म प्रणाली विकास गरेका छन्। थप हेर्नुहोस्
बिरुवा पुनरुत्थानको परम्परागत विधिहरूको प्रयोग आवश्यक पर्दछबिरुवा वृद्धि नियामकहरूजस्तैहर्मोनs, जुन प्रजाति विशिष्ट र श्रम गहन हुन सक्छ। एक नयाँ अध्ययनमा, वैज्ञानिकहरूले बिरुवा कोषहरूको डिडिफरेंशिएसन (कोशिका प्रसार) र रिडिफरेंशिएसन (अर्गानोजेनेसिस) मा संलग्न जीनहरूको कार्य र अभिव्यक्तिलाई नियमन गरेर नयाँ बिरुवा पुनर्जन्म प्रणाली विकास गरेका छन्।
धेरै वर्षदेखि जनावर र मानिसको लागि खानाको मुख्य स्रोत वनस्पतिहरू रहेका छन्। यसका साथै, वनस्पतिहरू विभिन्न औषधि र उपचारात्मक यौगिकहरू निकाल्न प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, तिनीहरूको दुरुपयोग र खानाको बढ्दो मागले नयाँ वनस्पति प्रजनन विधिहरूको आवश्यकतालाई प्रकाश पार्छ। वनस्पति जैविक प्रविधिमा भएको प्रगतिले आनुवंशिक रूपमा परिमार्जित (GM) वनस्पतिहरू उत्पादन गरेर भविष्यमा खाद्य अभाव समाधान गर्न सक्छ जुन जलवायु परिवर्तनको लागि बढी उत्पादक र लचिलो हुन्छन्।
स्वाभाविक रूपमा, बिरुवाहरूले एउटै "टोटिपोटेन्ट" कोष (बहु कोष प्रकारहरूलाई जन्म दिन सक्ने कोष) बाट पूर्ण रूपमा नयाँ बिरुवाहरू पुन: उत्पन्न गर्न सक्छन्, जसलाई विभिन्न संरचना र कार्यहरू भएका कोषहरूमा विभेद र पुन: भिन्नता गरेर प्रयोग गरिन्छ। बिरुवाको टिस्यु कल्चर मार्फत यस्ता टोटिपोटेन्ट कोषहरूको कृत्रिम कन्डिसनिङ व्यापक रूपमा बिरुवा संरक्षण, प्रजनन, ट्रान्सजेनिक प्रजातिहरूको उत्पादन र वैज्ञानिक अनुसन्धान उद्देश्यका लागि प्रयोग गरिन्छ। परम्परागत रूपमा, बिरुवाको पुनर्जन्मको लागि टिस्यु कल्चरलाई कोष भिन्नता नियन्त्रण गर्न अक्सिन र साइटोकिनिन जस्ता बिरुवा वृद्धि नियामकहरू (GGRs) को प्रयोग आवश्यक पर्दछ। यद्यपि, इष्टतम हार्मोनल अवस्थाहरू बिरुवाको प्रजाति, संस्कृति अवस्था र तन्तु प्रकारको आधारमा उल्लेखनीय रूपमा भिन्न हुन सक्छन्। त्यसकारण, इष्टतम अन्वेषण अवस्थाहरू सिर्जना गर्नु समय-खपत र श्रम-गहन कार्य हुन सक्छ।
यस समस्यालाई पार गर्न, सह-प्राध्यापक टोमोको इकावा, चिबा विश्वविद्यालयका सह-प्राध्यापक माई एफ. मिनामिकावा, नागोया विश्वविद्यालयको स्नातक स्कूल अफ बायो-एग्रीकल्चरल साइन्सका प्रोफेसर हितोशी साकाकिबारा र RIKEN CSRS का विशेषज्ञ प्राविधिक मिकिको कोजिमासँग मिलेर नियमन मार्फत बिरुवा नियन्त्रणको लागि एक विश्वव्यापी विधि विकास गरे। बिरुवा पुनर्जनन प्राप्त गर्न "विकासात्मक रूपमा नियमन गरिएको" (DR) कोशिका भिन्नता जीनको अभिव्यक्ति। अप्रिल ३, २०२४ मा फ्रन्टियर्स इन प्लान्ट साइन्सको खण्ड १५ मा प्रकाशित, डा. इकावाले आफ्नो अनुसन्धान कार्यको बारेमा थप जानकारी प्रदान गर्दै भने: "हाम्रो प्रणालीले बाह्य PGR हरू प्रयोग गर्दैन, तर स्तनधारी जनावरहरूमा प्रेरित प्लुरिपोटेन्ट कोशिकाहरू जस्तै कोशिका भिन्नता नियन्त्रण गर्न ट्रान्सक्रिप्शन कारक जीनहरू प्रयोग गर्दछ।"
अनुसन्धानकर्ताहरूले एराबिडोप्सिस थालियाना (मोडेल बिरुवाको रूपमा प्रयोग गरिएको) बाट दुई DR जीनहरू, BABY BOOM (BBM) र WUSCHEL (WUS) लाई एक्टोपिक रूपमा व्यक्त गरे र सुर्ती, सलाद र पेटुनियाको टिस्यु कल्चर भिन्नतामा तिनीहरूको प्रभावको जाँच गरे। BBM ले भ्रूण विकासलाई नियमन गर्ने ट्रान्सक्रिप्शन कारकलाई एन्कोड गर्दछ, जबकि WUS ले शुट एपिकल मेरिस्टेमको क्षेत्रमा स्टेम सेल पहिचान कायम राख्ने ट्रान्सक्रिप्शन कारकलाई एन्कोड गर्दछ।
उनीहरूको प्रयोगले देखाएको छ कि सुर्तीजन्य पातको तन्तुमा कोष भिन्नता प्रेरित गर्न अरबिडोप्सिस BBM वा WUS को अभिव्यक्ति मात्र पर्याप्त छैन। यसको विपरीत, कार्यात्मक रूपमा बढाइएको BBM र कार्यात्मक रूपमा परिमार्जित WUS को सहअभिव्यक्तिले एक द्रुत स्वायत्त भिन्नता फेनोटाइपलाई प्रेरित गर्दछ। PCR को प्रयोग बिना, ट्रान्सजेनिक पात कोषहरू क्यालस (अव्यवस्थित कोष द्रव्यमान), हरियो अंग-जस्तै संरचना र साहसी कोपिलाहरूमा विभाजित हुन्छन्। मात्रात्मक पोलिमरेज चेन रियाक्सन (qPCR) विश्लेषण, जीन ट्रान्सक्रिप्टहरू परिमाण गर्न प्रयोग गरिने विधिले देखायो कि अरबिडोप्सिस BBM र WUS अभिव्यक्ति ट्रान्सजेनिक क्याली र अंकुरहरूको गठनसँग सम्बन्धित छ।
कोष विभाजन र भिन्नतामा फाइटोहर्मोनको महत्त्वपूर्ण भूमिकालाई विचार गर्दै, अनुसन्धानकर्ताहरूले ट्रान्सजेनिक बिरुवा बालीहरूमा अक्सिन, साइटोकिनिन, एब्सिसिक एसिड (एबीए), गिब्बेरेलिन (जीए), ज्यास्मोनिक एसिड (जेए), सेलिसिलिक एसिड (एसए) र यसको मेटाबोलाइट्स नामक छ फाइटोहर्मोनहरूको स्तरको मापन गरे। तिनीहरूको नतिजाले देखाए कि सक्रिय अक्सिन, साइटोकिनिन, एबीए, र निष्क्रिय GA को स्तर कोषहरू अंगहरूमा भिन्न हुँदा बढ्छ, जसले बिरुवा कोष भिन्नता र अर्गोजेनेसिसमा तिनीहरूको भूमिकालाई हाइलाइट गर्दछ।
यसको अतिरिक्त, अनुसन्धानकर्ताहरूले सक्रिय भिन्नता प्रदर्शन गर्ने ट्रान्सजेनिक कोषहरूमा जीन अभिव्यक्तिको ढाँचाहरूको मूल्याङ्कन गर्न जीन अभिव्यक्तिको गुणात्मक र मात्रात्मक विश्लेषणको लागि एक विधि, आरएनए अनुक्रमण ट्रान्सक्रिप्टोमहरू प्रयोग गरे। तिनीहरूको नतिजाले देखायो कि कोशिका प्रसार र अक्सिनसँग सम्बन्धित जीनहरू भिन्न रूपमा नियमन गरिएका जीनहरूमा समृद्ध थिए। qPCR प्रयोग गरेर थप परीक्षणले पत्ता लगायो कि ट्रान्सजेनिक कोषहरूले चार जीनहरूको अभिव्यक्ति बढाएको वा घटाएको थियो, जसमा बिरुवा कोशिका भिन्नता, चयापचय, अर्गानोजेनेसिस, र अक्सिन प्रतिक्रियालाई नियमन गर्ने जीनहरू समावेश छन्।
समग्रमा, यी नतिजाहरूले बिरुवा पुनरुत्थानको लागि एक नयाँ र बहुमुखी दृष्टिकोण प्रकट गर्दछ जसलाई PCR को बाह्य प्रयोगको आवश्यकता पर्दैन। थप रूपमा, यस अध्ययनमा प्रयोग गरिएको प्रणालीले बिरुवा कोशिका भिन्नताको आधारभूत प्रक्रियाहरूको हाम्रो बुझाइमा सुधार गर्न र उपयोगी बिरुवा प्रजातिहरूको जैवप्रौद्योगिकी चयनमा सुधार गर्न सक्छ।
आफ्नो कामको सम्भावित प्रयोगहरूमाथि प्रकाश पार्दै, डा. इकावाले भने, "रिपोर्ट गरिएको प्रणालीले PCR को आवश्यकता बिना ट्रान्सजेनिक बिरुवा कोषहरूको सेलुलर भिन्नतालाई प्रेरित गर्ने उपकरण प्रदान गरेर बिरुवा प्रजननमा सुधार गर्न सक्छ। त्यसकारण, ट्रान्सजेनिक बिरुवाहरूलाई उत्पादनको रूपमा स्वीकार गर्नु अघि, समाजले बिरुवा प्रजननलाई गति दिनेछ र सम्बन्धित उत्पादन लागत घटाउनेछ।"
सह-प्राध्यापक टोमोको इगावाको बारेमा डा. टोमोको इकावा जापानको चिबा विश्वविद्यालयको चिबा विश्वविद्यालयको ग्रेजुएट स्कूल अफ होर्टिकल्चर, सेन्टर फर मोलिक्युलर प्लान्ट साइन्सेस र सेन्टर फर स्पेस एग्रीकल्चर एण्ड होर्टिकल्चर रिसर्चमा सहायक प्राध्यापक हुन्। उनको अनुसन्धान रुचिमा वनस्पति यौन प्रजनन र विकास र वनस्पति जैव प्रविधि समावेश छ। उनको काम विभिन्न ट्रान्सजेनिक प्रणालीहरू प्रयोग गरेर यौन प्रजनन र वनस्पति कोष भिन्नताको आणविक संयन्त्र बुझ्नमा केन्द्रित छ। यी क्षेत्रहरूमा उनको धेरै प्रकाशनहरू छन् र उनी जापान सोसाइटी अफ प्लान्ट बायोटेक्नोलोजी, बोटानिकल सोसाइटी अफ जापान, जापानीज प्लान्ट ब्रीडिंग सोसाइटी, जापानीज सोसाइटी अफ प्लान्ट फिजियोलोजिस्ट र इन्टरनेशनल सोसाइटी फर द स्टडी अफ प्लान्ट सेक्सुअल रिप्रोडक्शनकी सदस्य हुन्।
हार्मोनको बाह्य प्रयोग बिना ट्रान्सजेनिक कोषहरूको स्वायत्त भिन्नता: अन्तर्जात जीनको अभिव्यक्ति र फाइटोहर्मोनहरूको व्यवहार
लेखकहरूले घोषणा गर्छन् कि अनुसन्धान कुनै पनि व्यावसायिक वा वित्तीय सम्बन्धको अभावमा सञ्चालन गरिएको थियो जसलाई सम्भावित स्वार्थको द्वन्द्वको रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ।
अस्वीकरण: AAAS र EurekAlert EurekAlert मा प्रकाशित प्रेस विज्ञप्तिको शुद्धताको लागि जिम्मेवार छैनन्! जानकारी प्रदान गर्ने संस्था वा EurekAlert प्रणाली मार्फत जानकारीको कुनै पनि प्रयोग।