[ad_1]

تصویر

تصویر: محققان دانشگاه توکیو تأیید کرده اند که پروتئین های هسته ای شلوغ (CRWN1-3) شکل بیضی شکل هسته سلول های گیاهی را حفظ می کنند و همچنین در تنظیم بیان نقش دارند … مشاهده بیشتر

اعتبار: تصویر توسط یوکی ساکاموتو ، CC BY ، اولین بار در سال منتشر شده است ارتباطات طبیعت.

محققان دانشگاه توکیو دریافتند که چگونه معماری هسته سلول می تواند فعالیت ژن را در گیاهان تغییر دهد. این یافته دانش اساسی در مورد تنظیم ژنوم را نشان می دهد و به روش های آینده برای دستکاری بالقوه در بیان بسیاری از ژن ها به طور همزمان اشاره دارد.

رشته های طولانی DNA و سازوکارهای پروتئینی مورد نیاز برای روشن یا خاموش کردن بیان ژن در هسته سلول ها شناور هستند. هسته در اصل یک گونی است که از یک پوسته دو غشایی انعطاف پذیر ساخته شده است و توسط یک قاب داخلی با شبکه های ریز پروتئین به نام لایه هسته ای پشتیبانی می شود.

پروفسور Sachihiro Matsunaga ، رئیس تحقیق در دانشگاه توکیو ، دانشگاه علوم مرزی ، که اخیراً در ارتباطات طبیعت.

تنظیم ژن اغلب در سطح یک بعدی خواندن توالی DNA مورد مطالعه قرار می گیرد. در سه بعدی ، لایه های اضافی تنظیم ژن با تغییر شکل رشته DNA وجود دارد. بعنوان مثال می توان به کد اپی ژنتیک اشاره کرد که رشته های DNA را چقدر محکم زخم می کند و پدیده “بوسیدن ژن” که در آن قسمتهای دور رشته DNA بهم می خورند و فعالیت ژنهای لمس کننده یکدیگر را تغییر می دهند.

این نتایج جدید شواهدی را برای روش سه بعدی دیگر تنظیم ژن فراهم می کند ، که نه تنها شامل معماری ژنوم ، بلکه معماری ظرف آن ، هسته است.

جامعه علمی مدت هاست که می دانند شکل و اندازه هسته می تواند در طول زندگی سلول به طور چشمگیری در نوسان باشد و حتی می توان این تغییرات را به عنوان “ساعت داخلی” برای تعیین سن سلول تعریف کرد. با این حال ، این اکتشافات با کمک سلول های حیوانی صورت گرفت. گیاهان هیچ ژنی ندارند که از نظر تکاملی با ژن های مسئول لایه هسته ای در حیوانات مرتبط باشد.

ماتسوناگا گفت: “در کتاب های درسی معمولاً چند جمله در مورد لمینای حیوانات وجود دارد ، اما در مورد لامین گیاهی اصلاً حرفی برای گفتن نیست.”

کارهای مقدماتی در سال 2013 توسط برخی از اعضای تیم تحقیقاتی ، گروهی از چهار پروتئین را که به عنوان CONNECTED NUCLEI (CRWN) شناخته می شوند ، بعنوان محتمل ترین اجزای لایه هسته هسته گیاه شناسایی کردند.

برای تأیید وجود پروتئین های CRWN در ورقه ورقه ، محققان ابتدا نشانگرهای فلورسنت را به پروتئین ها متصل کردند و هسته سلول های ریشه ای جدا شده از گیاهان جوان طاول شاهی را که علف هرز کنار جاده ای است و اغلب در آزمایشگاه های تحقیقاتی استفاده می شود ، قرار دادند. آنها سپس محل پروتئین ها را در تصاویر میکروسکوپی با وضوح فوق العاده بالا اندازه گیری کردند.

این تصاویر بسیار بزرگ نمایی شده ، الگوهای شبه وب را نشان می دهد که توسط پروتئین های CRWN در اطراف پوسته هسته تشکیل شده اند.

سلولهای گیاهی سالم دارای یک هسته بیضی شکل هستند که به نظر می رسد مانند یک تخم مرغ بزرگ در مرکز سلول است. گیاهان اصلاح شده ژنتیکی با کمبود پروتئین CRWN دارای هسته هایی کوچکتر و گردتر از حد طبیعی هستند که احتمالاً محیط شلوغی بیشتری را برای DNA در داخل ایجاد می کند.

محققان سپس گیاهان اصلاح شده ژنتیکی را آزمایش کردند تا ببینند آیا ژنهای خرد شده دیگر ژنها دارای فعالیت متفاوتی هستند. بسیاری از ژن هایی که در واکنش مس نقش دارند ، فعالیت کمتری دارند و این نشان می دهد که لایه هسته ای به نوعی با تحمل مس ارتباط دارد.

گیاهانی که پروتئین CRWN ندارند حتی در خاک طبیعی نیز رشد کمتری نسبت به گیاهان سالم دارند. شاهی تال با ژن های قرمز غیرفعال کاشته شده در خاک با مقادیر زیاد مس با ظاهری کاملاً ضعیف تر ، حتی کوچکتر شده است ، شواهد دیگری که نشان می دهد لایه هسته ای در واکنش گیاهان به تنش محیطی نقش دارد.

محققان همچنین موقعیت فیزیکی ژن های تحمل مس را در هسته هر دو سطح طبیعی و زیاد مس مشاهده کردند. در گیاهان سالم با محتوای مس زیاد ، ژن های تحمل به عسل گروه بندی می شوند و حتی به محیط پیرامونی هسته نزدیک می شوند. به نظر می رسد ژن های تحمل مس در گیاهان دارای ژن قرمز غیرفعال در حال گسترش و در اطراف هسته ها هستند.

“اگر هسته گیاه مناطق جداگانه ای برای رونویسی DNA فعال داشته باشد ، احتمالاً این مناطق نزدیک به لایه هسته ای خواهند بود. این مهم و جالب توجه است زیرا نقطه مقابل سلولهای حیوانی است ، که می دانیم مناطق فعالی در مرکز هسته دارند. در حالی که پیرامون غیرفعال است “، ماتسوناگا گفت.

بیشتر فن آوری های ویرایش ژن برای افزایش یا کاهش فعالیت ژن مستقیماً در سطح یک بعدی تغییر توالی DNA یک ژن خاص عمل می کنند. درک اینکه چگونه لایه هسته ای بر بیان ژن تأثیر می گذارد ، ممکن است روش های آینده را برای تغییر فعالیت همزمان بسیاری از ژن ها از طریق کشت مجدد ژنوم و لایه هسته ای نشان دهد.

###

مقاله دانشگاهی

یوکی ساکاموتو ، مایوکو ساتو ، یوشیکاتسو ساتو ، آکیهیتو هارادا ، تاکاماسا سوزوکی ، چیکو گوتو ، کنتارو تامورا ، کیمینوری تویوکا ، هیروشی کیمورا ، یاسویوکی اوهکاوا ، ایکوکو هارا-نیشیمورا ، شینگو تاکاگی ، ساچیهیرو لاواسوگولا این ارتباط بر تحمل مس تأثیر می گذارد. ارتباطات طبیعت. DOI: 10.1038 / s41467-020-19621-z

https: //dxبیا دیگه.سازمان /101038 /s41467-020-19621-z

لینک های مربوطه

آزمایشگاه ماتسوناگا: http: // park.و غیره.توکیوآکjp /matsunaga_lab /انگلیسی/فهرست مطالب.html

مدرسه عالی علوم مرزی: https: //www.کتوکیوآکjp /فهرست مطالب.htmlکه در

تماس با محققان

پروفسور ساچی هیرو ماتسوناگا

گروه علوم بیولوژیکی مجتمع ، دانشکده عالی علوم مرزی ، دانشگاه توکیو ، 7-3-1 Honggo ، Bunkio-ku ، توکیو 113-0033 ژاپن

تلفن: + 81-04-7136-3706

ایمیل: sachi@edu.ku-tokyo.ac.jp

تماس با مسئول مطبوعات

خانم کیتلین دیور

گروه روابط عمومی استراتژیک ، دانشگاه توکیو ، 7-3-1 Honggo ، Bunkyo-ku ، توکیو 133-8654 ، ژاپن

تلفن: + 81-080-9707-8178

ایمیل: press-releases.adm@gs.mail.u-tokyo.ac.jp

درباره دانشگاه توکیو

دانشگاه توکیو دانشگاه پیشرو ژاپن و یکی از بهترین دانشگاه های تحقیقاتی در جهان است. خروجی گسترده علمی حدود 6000 محقق در بهترین مجلات هنرها و علوم جهان منتشر شده است. مجموعه دانشجویی پر جنب و جوش ما حدود 15000 دانشجو و 15000 دانشجو شامل بیش از 4000 دانشجوی بین المللی است. در http: // www بیشتر بیاموزید.توکیوآکjp /که در / یا ما را در توییتر دنبال کنید UTokyo_News_en.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.



[ad_2]

منبع: kolah-news.ir