Španjolski biolozi otkrili su genski lanac koji povezuje gene rasta biljaka i "biočas" i promijenili su njegov rad u DNK srodnika kupusa tako da je počeo rasti preko dana i noći, navodi se u članku objavljenom u časopisu Current Biology.
„Otkrili smo da su PRR proteini odgovorni ne samo za unutarnji sat biljaka, već i za suzbijanje gena povezanih s njihovim rastom. Sada znamo kako bioritmiji utječu na rast biljaka, što je s agronomskog stajališta izuzetno važno , kaže Guiomar Martín iz Centra za poljoprivrednu genomiju u Barceloni, Španjolska.
Geni koji određuju cirkadijanski ritam ljudskog tijela identificirani su još u 90-ima prošlog stoljeća. Slični geni nalaze se u genima svih biljaka i životinja. Ovi odjeljci DNK kontroliraju mnoge procese - vrijeme spavanja i budnosti, otvaranje cvijeća, potragu za hranom i druge periodične pojave u životu živih bića.
Znanstvenici već duže vrijeme pokušavaju pronaći DNK regije koje povezuju bioritme i gene rasta u genima predstavnika flore, jer će njihovo otkriće stvoriti „stalno rastuće“sorte poljoprivrednih kultura i riješiti problem gladi. Martin i njegovi kolege učinili su prvi korak ka rješenju ovog problema stvorivši prvu "sortu" Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), divlji rođak kupusa, sa sličnim modifikacijama DNK.
Arabidopsis, kao i mnoge druge biljke, raste u duljinu uglavnom prije ranih sati, kada je razina vlage u tlu i u zraku optimalna za rast, a gotovo se ne mijenja tijekom dana i u prvoj polovici noći. Proces njegovog rasta "orkestrira" PIF gen i protein, čije se molekule raspadaju pod utjecajem svjetlosti i akumuliraju se u biljnim stanicama tijekom noći. Znanstvenici se već nekoliko godina pitaju zašto PIF čini da stabljika Arabidopsis raste tek u prije satima, unatoč činjenici da njegova koncentracija postaje visoka odmah nakon zalaska sunca.
Prije dvije godine, primjećuje Martin, njegovi su kolege u centru otkrili neobičnu vezu između koncentracije PIF-a i drugog proteina, molekule PRR1, jedne od mnogih komponenti biljnog biočasa. Kad je udio PRR1 u biljnim stanicama bio maksimalno visok, "signal rasta" je u njima gotovo potpuno izostao, i obrnuto - kad su PIF molekule bile prisutne u stanicama, aktivnost "biooklona" bila je maksimalno smanjena.
Koristeći nalaze kolega, Martin i njegov tim pokušali su ustanoviti koji genski lanac kontrolira i PIF i PRR1 i pokušali su ih pronaći promatrajući promjene u razini aktivnosti različitih gena u različito doba dana.
Kao što se ispostavilo, za rast stabljike Arabidopsis odgovoran je samo jedan gen, CDF5, čiji rad potiče PIF i suzbija PRR1 i niz drugih proteina i gena povezanih s funkcioniranjem biljnih bioritmija. Kad su znanstvenici promijenili strukturu CDF5, Arabidopsis je počeo rasti tijekom cijelog dana, zbog čega je duljina stabljika takve GMO biljke bila otprilike 1,5-2 puta duža od njegove divlje rodbine.
Promotivni video:
Genetičari predlažu da biotak na sličan način kontrolira rad drugih gena, koji su odgovorni za rast stabljika, korijena, plodova i cvijeća. Njihova izmjena će povećati prinose usjeva i učiniti floru privlačnijim izvorom biomase za proizvodnju goriva i kemikalija.