خزه پروتئین تصحیح نقص های ژنتیکی از گیاهان دیگر

تقریبا تمام زمین گیاهان استخدام ارتش مولکولی ویراستاران که تصحیح اشتباهات در اطلاعات ژنتیکی. همراه با همکاران از هانوفر اولم و کیوتو (ژاپن) محققان دانشگاه بن در حال حاضر منتقل شده یکی از این proofreaders از خزه Physcomitrium patens (که قبلا به عنوان شناخته شده Physcomitrella patens) به یک گیاه گلدار. با کمال تعجب آن را انجام آن کار وجود دارد به عنوان قابل اعتماد به عنوان در خزه خود را. این استراتژی می تواند مناسب برای بررسی توابع خاصی از این گیاه سوخت و ساز انرژی در جزئیات بیشتر. آن را نیز ممکن است ارزشمند برای توسعه کارآمد تر محصولات. اين مطالعه منتشر شده در مجله گیاه همراه.

گیاهان متفاوت از حیوانات که آنها قادر به فتوسنتز است. آنها این کار را در تخصصی "مینی اندام" (زیست شناسان صحبت از organelles), کلروپلاست است. کلروپلاست تولید شکر با کمک نور خورشید که به نوبه خود مورد استفاده در سایر اندام میتوکندری برای تولید انرژی است.

هر دو کلروپلاست و میتوکندری خود مواد ژنتیکی است. و در هر دو آنها این ژنوم شامل بسیاری از اشتباهات. "حداقل این است که در مورد تقریبا همه زمین و گیاهان" توضیح می دهد که دکتر Mareike Schallenberg-Rüdinger. محقق سر یک junior گروه تحقیقاتی در دانشگاه بن در بخش تکامل مولکولی تحت پروفسور Volker Knoop. "آنها باید برای اصلاح این اشتباهات تا قدرت خود را تامین می کند نه سقوط."

در واقع زمین گیاهان همان را انجام دهید و در راه بسیار پیچیده: آنها نه اصلاح خطاها در ژنوم خود را. به جای آنها درست RNA نسخه هایی که همراه می سازد از این DNA نقشه آن و سپس با استفاده از برای تولید آنزیم های خاصی به عنوان مثال. بنابراین به جای تصحیح اصلی آن تنها آهن از اشتباهات پس از آن در این نسخه.

تابعی با وجود 400 میلیون سال از تاریخچه تکاملی

مولکولی proofreaders به اصطلاح PPR پروتئین ها مسئول این کار است. بسیاری از آنها را متخصصان برای تنها خاص یک خطا در بسیاری از ژن نسخه هایی که سلول های تولید در سراسر ساعت. این خطا زمانی رخ می دهد که در این دوره از تکامل برخی مواد شیمیایی ساختمان DNA (یک نامه اگر دوست دارید در آقايی) عوض شده است دیگر. زمانی که PPR پروتئین پیدا کردن چنین مبادله آنها تبدیل غلط نامه در RNA کپی (بلوک ساختمان cytidine مخفف C) به نسخه صحیح (uridine مخفف U).

"ما در حال حاضر گرفته شده از یک ژن برای PPR پروتئین از خزه Physcomitrium patens و انتقال آن به یک گل گیاه تاله شاهی آرابيدوپسيس تاليانا" توضیح می دهد که Schallenberg-Rüdinger. "پروتئین پس از آن به رسمیت شناخته شده و اصلاح شده همان خطا وجود دارد که برای آن نیز مسئول در خزه." این شگفت آور است از آنجا که بیش از 400 میلیون سال از تاریخچه تکاملی بین Physcomitrium و آرابيدوپسيس. PPR پروتئین می توانید به همین دلیل نیز به طور قابل توجهی متفاوت در ساختار آنها.

مثلا تاله شاهی شامل PPR پروتئین است که می تواند شناسایی خطاهای اما هنوز هم نیاز به یک جداگانه "سفید کردن" آنزیم به آنها درست باشد. در مقابل PPR پروتئین از خزه Physcomitrium انجام وظایف هر دو به طور همزمان. "در این موارد انتقال از خزه به تاله شاهی کار می کند اما تاله شاهی ژن باقی می ماند غیر فعال در خزه" توضیح می دهد که Bastian Oldenkott دكتري دانشجو و نویسنده سرب از مطالعه. این فندق به نظر می رسد در تکامل کمی زودتر از آرابيدوپسيس. آن PPR پروتئین مورد بررسی قرار گرفته است که بیشتر شبیه به Physcomitrium. پس از معرفی به خزه این رو انجام خدمات خود را وجود دارد بدون هیچ گونه مشکلات.

این مطالعه ممکن است باز کردن راه های جدید برای تغییر مواد ژنتیکی از کلروپلاست و میتوکندری. "به خصوص برای گیاه میتوکندری این است که هنوز ممکن است در همه" تاکید Schallenberg-Rüdinger. با استفاده از خاص "طراح" PPR ژن به عنوان مثال ممکن است به طور خاص ارائه برخی از ژنوم ریز نمرات غیر قابل استفاده و تست چگونه این تاثیر می گذارد گیاه است. در میان مدت این نیز ممکن است منجر به یافته های جدید برای پرورش ویژه بالا-بازده بالا-عملکرد ارقام. برای اولین بار محققان امیدواریم که برای به دست آوردن بینش به تعامل پیچیده ای از ژن ها در عملکرد کلروپلاست و میتوکندری.

تحقیقات انجام شده توسط نویسندگان پروفسور هانس-پیتر براون و دکتر جنیفر Senkler از دانشگاه هانوفر ثابت می کند که این رویکرد در واقع می تواند کار کند. آنها قادر به روشن کردن آنچه PPR پروتئین از خزه مورد نیاز است: اگر آن گم شده است, این گیاه است و دیگر قادر به درستی مونتاژ ماشین آلات برای به اصطلاح زنجیره تنفسی در میتوکندری است که مورد استفاده برای تولید انرژی است. کار در تاله شاهی انجام شد در همکاری با ماتیاس برگر (دانشگاه اولم) و پروفسور میزوکی Takenaka (دانشگاه کیوتو) یک مثال خوب از همکاری موفق بین المللی.

###

انتشار: Bastian Oldenkott, ماتیاس, برگر, Anke-Christiane Hein آنیا یورگ جنیفر Senkler هانس-پیتر براون Volker Knoop, میزوکی Takenaka و Mareike Schallenberg-Rüdinger: یک C-به-U RNA ویرایش سایت و دو به طور مستقل تکامل یافته ویرایش عوامل: تست متقابل complementation با DYW-نوع PPR پروتئین از خزه Physcomitrium (Physcomitrella) patens و گیاهان گلدار Macadamia, integrifolia و آرابيدوپسيس تاليانا; گیاه تلفن همراه; DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.20.00311

دکتر Mareike Schallenberg-Rüdinger
Institut für Zelluläre und Molekulare Botanik
Abteilung Molekulare تکامل
دانشگاه بن
تلفن. +49-(0)228-736464
E-mail: mrueding@uni-bonn.de

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.