സസ്യകോശ വ്യത്യാസത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകളുടെ പ്രകടനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ സസ്യ പുനരുജ്ജീവനത്തിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

 ചിത്രം: സസ്യ പുനരുജ്ജീവനത്തിന്റെ പരമ്പരാഗത രീതികൾക്ക് ഹോർമോണുകൾ പോലുള്ള സസ്യവളർച്ചാ നിയന്ത്രണ ഘടകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്, അവ സ്പീഷിസുകൾക്ക് പ്രത്യേകവും അധ്വാനശേഷിയുള്ളതുമാണ്. ഒരു പുതിയ പഠനത്തിൽ, സസ്യകോശങ്ങളുടെ ഡീഡിഫറൻഷ്യേഷൻ (കോശ വ്യാപനം), റീഡിഫറൻഷ്യേഷൻ (ഓർഗനോജെനിസിസ്) എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനവും പ്രകടനവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു പുതിയ സസ്യ പുനരുജ്ജീവന സംവിധാനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. കൂടുതൽ കാണുക
സസ്യ പുനരുജ്ജീവനത്തിന്റെ പരമ്പരാഗത രീതികൾക്ക് ഇവയുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്സസ്യവളർച്ചാ നിയന്ത്രണ ഉപകരണങ്ങൾഅതുപോലെഹോർമോൺസസ്യകോശങ്ങളുടെ ഡിഡിഫറൻഷ്യേഷൻ (കോശ വ്യാപനം), റീഡിഫറൻഷ്യേഷൻ (ഓർഗനോജെനിസിസ്) എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനവും പ്രകടനവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു പുതിയ സസ്യ പുനരുജ്ജീവന സംവിധാനം ശാസ്ത്രജ്ഞർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.
വർഷങ്ങളായി മൃഗങ്ങളുടെയും മനുഷ്യരുടെയും പ്രധാന ഭക്ഷണ സ്രോതസ്സാണ് സസ്യങ്ങൾ. കൂടാതെ, വിവിധ ഔഷധ, ചികിത്സാ സംയുക്തങ്ങൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ സസ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അവയുടെ ദുരുപയോഗവും ഭക്ഷണത്തിനായുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യവും പുതിയ സസ്യ പ്രജനന രീതികളുടെ ആവശ്യകതയെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. കൂടുതൽ ഉൽ‌പാദനക്ഷമതയുള്ളതും കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമായ ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ (GM) സസ്യങ്ങൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ സസ്യ ബയോടെക്നോളജിയിലെ പുരോഗതി ഭാവിയിലെ ഭക്ഷ്യക്ഷാമം പരിഹരിക്കും.
സ്വാഭാവികമായും, വ്യത്യസ്ത ഘടനകളും പ്രവർത്തനങ്ങളുമുള്ള കോശങ്ങളായി വിഭജിച്ച് പുനർവിഭജിച്ച് ഒരൊറ്റ "ടോട്ടിപോട്ടന്റ്" കോശത്തിൽ നിന്ന് (ഒന്നിലധികം കോശ തരങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന ഒരു കോശത്തിൽ നിന്ന്) പൂർണ്ണമായും പുതിയ സസ്യങ്ങളെ പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കാൻ സസ്യങ്ങൾക്ക് കഴിയും. സസ്യസംരക്ഷണം, പ്രജനനം, ട്രാൻസ്ജെനിക് സ്പീഷീസുകളുടെ ഉത്പാദനം, ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണ ആവശ്യങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കായി സസ്യ ടിഷ്യു കൾച്ചർ വഴി അത്തരം ടോട്ടിപോട്ടന്റ് കോശങ്ങളുടെ കൃത്രിമ കണ്ടീഷനിംഗ് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗതമായി, സസ്യ പുനരുജ്ജീവനത്തിനായുള്ള ടിഷ്യു കൾച്ചറിന് കോശ വ്യത്യാസം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഓക്സിനുകൾ, സൈറ്റോകിനിനുകൾ പോലുള്ള സസ്യ വളർച്ചാ റെഗുലേറ്ററുകൾ (GGR-കൾ) ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സസ്യ ഇനം, സംസ്കാര സാഹചര്യങ്ങൾ, ടിഷ്യു തരം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് ഒപ്റ്റിമൽ ഹോർമോൺ അവസ്ഥകൾ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടാം. അതിനാൽ, ഒപ്റ്റിമൽ പര്യവേക്ഷണ സാഹചര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് സമയമെടുക്കുന്നതും അധ്വാനിക്കുന്നതുമായ ഒരു ജോലിയാണ്.
ഈ പ്രശ്നം മറികടക്കാൻ, അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ ടോമോക്കോ ഇക്കാവ, ചിബ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ മായ് എഫ്. മിനാമികാവ, നഗോയ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഗ്രാജുവേറ്റ് സ്കൂൾ ഓഫ് ബയോ-അഗ്രികൾച്ചറൽ സയൻസസിലെ പ്രൊഫസർ ഹിറ്റോഷി സകാകിബാര, റിക്കെൻ സിഎസ്ആർഎസിലെ വിദഗ്ദ്ധ ടെക്നീഷ്യൻ മിക്കിക്കോ കൊജിമ എന്നിവർ ചേർന്ന് നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ സസ്യ നിയന്ത്രണത്തിനായി ഒരു സാർവത്രിക രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. സസ്യ പുനരുജ്ജീവനം നേടുന്നതിനായി "വികസനപരമായി നിയന്ത്രിത" (ഡിആർ) കോശ വ്യത്യാസ ജീനുകളുടെ ആവിഷ്കാരം. 2024 ഏപ്രിൽ 3-ന് ഫ്രോണ്ടിയേഴ്‌സ് ഇൻ പ്ലാന്റ് സയൻസിന്റെ വാല്യം 15-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഡോ. ഇക്കാവ അവരുടെ ഗവേഷണ പ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ നൽകി: "ഞങ്ങളുടെ സിസ്റ്റം ബാഹ്യ പിജിആറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, പകരം കോശ വ്യത്യാസത്തെ നിയന്ത്രിക്കാൻ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടർ ജീനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സസ്തനികളിൽ പ്രേരിപ്പിക്കുന്ന പ്ലൂറിപോട്ടന്റ് കോശങ്ങളെപ്പോലെ."
അറബിഡോപ്സിസ് താലിയാനയിൽ (ഒരു മാതൃകാ സസ്യമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു) നിന്നുള്ള രണ്ട് ഡിആർ ജീനുകൾ, ബേബി ബൂം (BBM), വുഷെൽ (WUS) എന്നിവ ഗവേഷകർ എക്ടോപ്പിക്കലായി പ്രകടിപ്പിക്കുകയും പുകയില, ലെറ്റൂസ്, പെറ്റൂണിയ എന്നിവയുടെ ടിഷ്യു കൾച്ചർ വ്യത്യാസത്തിൽ അവയുടെ സ്വാധീനം പരിശോധിക്കുകയും ചെയ്തു. ഭ്രൂണ വികാസത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകത്തെ BBM എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം ഷൂട്ട് അപിക്കൽ മെറിസ്റ്റത്തിന്റെ മേഖലയിൽ സ്റ്റെം സെൽ ഐഡന്റിറ്റി നിലനിർത്തുന്ന ഒരു ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകത്തെ WUS എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു.
പുകയില ഇല കലകളിൽ കോശ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാക്കാൻ അറബിഡോപ്സിസ് ബിബിഎം അല്ലെങ്കിൽ ഡബ്ല്യുയുഎസ് എക്സ്പ്രഷൻ മാത്രം പര്യാപ്തമല്ലെന്ന് അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു. ഇതിനു വിപരീതമായി, പ്രവർത്തനപരമായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ബിബിഎമ്മിന്റെയും പ്രവർത്തനപരമായി പരിഷ്കരിച്ച ഡബ്ല്യുയുഎസിന്റെയും സഹ എക്സ്പ്രഷൻ ഒരു ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ഓട്ടോണമസ് ഡിഫറൻഷ്യേഷൻ ഫിനോടൈപ്പിനെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. പിസിആർ ഉപയോഗിക്കാതെ, ട്രാൻസ്ജെനിക് ഇല കോശങ്ങൾ കോളസ് (അസംഘടിത കോശ പിണ്ഡം), പച്ച അവയവം പോലുള്ള ഘടനകൾ, അഡ്വെൻഷ്യസ് ബഡ്‌സ് എന്നിങ്ങനെ വേർതിരിച്ചു. ജീൻ ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റുകൾ അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രീതിയായ ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് പോളിമറേസ് ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ (qPCR) വിശകലനം, അറബിഡോപ്സിസ് ബിബിഎമ്മും ഡബ്ല്യുയുഎസ് എക്സ്പ്രഷനും ട്രാൻസ്ജെനിക് കാലിയുടെയും തണ്ടുകളുടെയും രൂപീകരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിച്ചു.
കോശവിഭജനത്തിലും വ്യത്യാസത്തിലും ഫൈറ്റോഹോർമോണുകളുടെ നിർണായക പങ്ക് കണക്കിലെടുത്ത്, ട്രാൻസ്ജെനിക് സസ്യവിളകളിലെ ഓക്സിൻ, സൈറ്റോകിനിൻ, അബ്സിസിക് ആസിഡ് (ABA), ഗിബ്ബെറെലിൻ (GA), ജാസ്മോണിക് ആസിഡ് (JA), സാലിസിലിക് ആസിഡ് (SA), അതിന്റെ മെറ്റബോളിറ്റുകൾ എന്നിങ്ങനെ ആറ് ഫൈറ്റോഹോർമോണുകളുടെയും അളവ് ഗവേഷകർ കണക്കാക്കി. കോശങ്ങൾ അവയവങ്ങളായി വ്യത്യാസപ്പെടുമ്പോൾ സജീവ ഓക്സിൻ, സൈറ്റോകിനിൻ, ABA, നിഷ്ക്രിയ GA എന്നിവയുടെ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നതായി അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു, ഇത് സസ്യകോശ വ്യത്യാസത്തിലും അവയവജനനത്തിലും അവയുടെ പങ്ക് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
കൂടാതെ, ജീൻ എക്സ്പ്രഷന്റെ ഗുണപരവും അളവ്പരവുമായ വിശകലനത്തിനുള്ള ഒരു രീതിയായ ആർ‌എൻ‌എ സീക്വൻസിംഗ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റോമുകൾ ഗവേഷകർ ഉപയോഗിച്ചു, സജീവമായ വ്യത്യാസം കാണിക്കുന്ന ട്രാൻസ്ജെനിക് കോശങ്ങളിലെ ജീൻ എക്സ്പ്രഷന്റെ പാറ്റേണുകൾ വിലയിരുത്താൻ. കോശ വ്യാപനവും ഓക്സിനും സംബന്ധിച്ച ജീനുകൾ വ്യത്യസ്തമായി നിയന്ത്രിക്കപ്പെട്ട ജീനുകളിൽ സമ്പുഷ്ടമാണെന്ന് അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു. qPCR ഉപയോഗിച്ചുള്ള കൂടുതൽ പരിശോധനയിൽ, സസ്യകോശ വ്യത്യാസം, മെറ്റബോളിസം, ഓക്സിൻ പ്രതികരണം എന്നിവ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകൾ ഉൾപ്പെടെ നാല് ജീനുകളുടെ എക്സ്പ്രഷൻ ട്രാൻസ്ജെനിക് കോശങ്ങൾക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്തിട്ടുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി.
മൊത്തത്തിൽ, PCR യുടെ ബാഹ്യ പ്രയോഗം ആവശ്യമില്ലാത്ത സസ്യ പുനരുജ്ജീവനത്തിനുള്ള പുതിയതും വൈവിധ്യപൂർണ്ണവുമായ ഒരു സമീപനമാണ് ഈ ഫലങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നത്. കൂടാതെ, ഈ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന സംവിധാനം സസ്യകോശ വ്യത്യാസത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ഗ്രാഹ്യം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഉപയോഗപ്രദമായ സസ്യ ഇനങ്ങളുടെ ബയോടെക്നോളജിക്കൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തേക്കാം.
"പിസിആറിന്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ ട്രാൻസ്ജെനിക് സസ്യകോശങ്ങളുടെ കോശ വ്യത്യാസം പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉപകരണം നൽകിക്കൊണ്ട് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട സംവിധാനത്തിന് സസ്യപ്രജനനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. അതിനാൽ, ട്രാൻസ്ജെനിക് സസ്യങ്ങളെ ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി സ്വീകരിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, സമൂഹം സസ്യപ്രജനനം വേഗത്തിലാക്കുകയും അനുബന്ധ ഉൽപാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും," എന്ന് തന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സാധ്യതയുള്ള പ്രയോഗങ്ങൾ എടുത്തുകാണിച്ചുകൊണ്ട് ഡോ. ഇക്കാവ പറഞ്ഞു.
അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ ടോമോക്കോ ഇഗാവയെക്കുറിച്ച് ഡോ. ടോമോക്കോ ഇക്കാവ ജപ്പാനിലെ ചിബ സർവകലാശാലയിലെ ഗ്രാജുവേറ്റ് സ്കൂൾ ഓഫ് ഹോർട്ടികൾച്ചർ, സെന്റർ ഫോർ മോളിക്യുലാർ പ്ലാന്റ് സയൻസസ്, സെന്റർ ഫോർ സ്പേസ് അഗ്രികൾച്ചർ ആൻഡ് ഹോർട്ടികൾച്ചർ റിസർച്ച് എന്നിവയിൽ അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസറാണ്. സസ്യ ലൈംഗിക പുനരുൽപാദനവും വികസനവും, സസ്യ ബയോടെക്നോളജി എന്നിവയാണ് അവരുടെ ഗവേഷണ താൽപ്പര്യങ്ങൾ. വിവിധ ട്രാൻസ്ജെനിക് സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ലൈംഗിക പുനരുൽപാദനത്തിന്റെയും സസ്യകോശ വ്യത്യാസത്തിന്റെയും തന്മാത്രാ സംവിധാനങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിലാണ് അവരുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. ഈ മേഖലകളിൽ നിരവധി പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങൾ അവർക്കുണ്ട്, കൂടാതെ ജപ്പാൻ സൊസൈറ്റി ഓഫ് പ്ലാന്റ് ബയോടെക്നോളജി, ബൊട്ടാണിക്കൽ സൊസൈറ്റി ഓഫ് ജപ്പാൻ, ജാപ്പനീസ് പ്ലാന്റ് ബ്രീഡിംഗ് സൊസൈറ്റി, ജാപ്പനീസ് സൊസൈറ്റി ഓഫ് പ്ലാന്റ് ഫിസിയോളജിസ്റ്റുകൾ, ഇന്റർനാഷണൽ സൊസൈറ്റി ഫോർ ദി സ്റ്റഡി ഓഫ് പ്ലാന്റ് സെക്ഷ്വൽ റീപ്രൊഡക്ഷൻ എന്നിവയിലെ അംഗവുമാണ്.
ഹോർമോണുകളുടെ ബാഹ്യ ഉപയോഗമില്ലാതെ ട്രാൻസ്ജെനിക് കോശങ്ങളുടെ സ്വയംഭരണ വ്യത്യാസം: എൻഡോജെനസ് ജീനുകളുടെ പ്രകടനവും ഫൈറ്റോഹോർമോണുകളുടെ സ്വഭാവവും.
താൽപ്പര്യ വൈരുദ്ധ്യമായി കണക്കാക്കാവുന്ന ഏതെങ്കിലും വാണിജ്യപരമോ സാമ്പത്തികമോ ആയ ബന്ധങ്ങളുടെ അഭാവത്തിലാണ് ഗവേഷണം നടത്തിയതെന്ന് രചയിതാക്കൾ പ്രഖ്യാപിക്കുന്നു.
നിരാകരണം: EurekAlert-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്ന പത്രക്കുറിപ്പുകളുടെ കൃത്യതയ്ക്ക് AAAS-ഉം EurekAlert-ഉം ഉത്തരവാദികളല്ല! വിവരങ്ങൾ നൽകുന്ന സ്ഥാപനമോ EurekAlert സിസ്റ്റം വഴിയോ വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏതൊരു സ്ഥാപനവും.