Cercetătorii de la Universitatea din Hiroshima se apropie de descoperirea proceselor moleculare din spatele modului în care inundațiile privează plantele de oxigen. Acest lucru va ajuta la crearea unor culturi mai tolerante la inundații. Portalul Phys.org.
Potrivit Băncii Mondiale, inundațiile reprezintă un risc global care amenință viețile și proprietățile a miliarde de oameni. Chiar și mai mulți oameni sunt expuși riscului de foamete ca urmare a inundațiilor: apa poate inunda recoltele. Cercetătorii sunt acum mai aproape de a identifica procese molecularecare stă la baza modului în care inundațiile privează plantele de oxigen. Acest lucru va ajuta la crearea unor culturi mai rezistente.
Cu meta-analiză, care implică reanalizarea datelor din alte studii în general, o echipă de la Graduate School of Integrated Life Sciences de la Universitatea din Hiroshima a găsit mai multe comune genele și mecanismele conexe în orez (Oryza sativa) și Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Oamenii de știință și-au publicat rezultatele cercetării în jurnal Viaţă.
„Hipoxia este un stres abiotic pentru plante, adesea cauzat de inundații”, a spus coautorul studiului Keita Tamura, referindu-se la lipsa de oxigen cauzată de suprasaturare. „Deși s-au făcut multe cercetări în trecut, am crezut că asta este ascuns mecanisme biologice poate fi descoperit prin analizarea mai multor studii folosind meta-analiză a datelor disponibile public.”
Echipa sa concentrat pe orez și creson, deoarece genetica ambelor specii a fost studiată pe larg. Potrivit lui Tamura, orezul este, de asemenea, considerat una dintre cele mai importante culturi din lume, servind ca principală produs alimentar pentru mai mult de patru miliarde de oameni, conform Grupului Consultativ pentru Cercetare Agricolă Internațională, înțelegând deci cum să împiedice o plantă să reacționeze la hipoxie, este crucial.
Cercetătorii au identificat 29 de perechi de date de secvențiere a ARN pentru Arabidopsis și 26 de perechi pentru orez atât în condiții normale, cât și în condiții de deficit de oxigen din seturile de date disponibile. Potrivit profesorului Hidemasa Bono, secvențierea ARN implică descifrarea modelului genetic al unui subiect la un anumit punct, ceea ce înseamnă că datele pot fi folosite pentru a studia genele care au cauzat modificările.
„Prin analizarea datelor de secvențiere a ARN, am identificat 40 și 19 gene reglate în sus și în jos la ambele specii”, a spus Bono. „Printre aceștia, unii factori de transcripție WRKY și cinamat-4-hidroxilaza, al căror rol în răspunsul la hipoxie rămâne necunoscut, au fost în general suprareglați atât în Arabidopsis, cât și în orez.
Potrivit lui Bono, această suprareglare generală înseamnă că aceste mecanisme moleculare devin mai active atunci când există o lipsă de oxigen, indicând responsabilitatea lor mecanică specifică pentru modul în care plantele răspund.
Bono și Tamura și-au comparat rezultatele cu o meta-analiză similară a hipoxiei în celulele umane și probele de țesut. Ei au descoperit că două dintre genele activate în mod obișnuit în râs iar Arabidopsis au fost suprimate în omologii lor umani.
„Meta-analiza noastră sugerează diferite mecanisme moleculare pentru hipoxie la plante și animale”, a spus Bono. „Genele candidate identificate în acest studiu ar trebui să facă lumină asupra noilor mecanisme moleculare de răspuns a plantelor la hipoxie. În cele din urmă, intenționăm să manipulăm una dintre genele candidate cu tehnologia de editare a genomului pentru a crea plante rezistente la inundații.”