Uusi biosensori valaisee kasvin RNA:ta reaaliajassa

Oak Ridge National Laboratoryn tutkijat ovat kehittäneet ensimmäisen menetelmän ribonukleiinihapon tai RNA:n havaitsemiseksi kasvisoluissa käyttämällä tekniikkaa, joka johtaa näkyvään fluoresoivaan signaaliin.

Teknologia voi auttaa tutkijoita havaitsemaan ja seuraamaan muutoksia RNA:n ja geenien ilmentymisessä reaaliajassa, tarjoten tehokkaan työkalun kestävämpien bioenergia- ja elintarvikesatojen kehittämiseen sekä ei-toivottujen kasvimuunnosten, patogeenien ja tuholaisten havaitsemiseen. 

RNA on solujen sisällä oleva signalointimolekyyli, jota käytetään deoksiribonukleiinin eli DNA:n koodin lukemiseen ja muuntamiseen toiminnallisiksi osiksi, kuten proteiineihin, jotka ovat välttämättömiä kasvien kasvulle ja stressivasteelle.

ORNL:n kehittämä biosensori tarkkailee jatkuvasti RNA-tasoja elävissä kasveissa ja korvaa perinteisen tuhoavan, aikaa vievän menetelmän, jota tutkijat käyttävät kudoksen keräämiseen, käsittelyyn ja analysointiin.

"Tämän biosensorin avulla tutkijat saavat reaaliaikaisen näkemyksen siitä, kuinka solut ohjelmoivat itsensä uudelleen molekyylitasolla muuttuvissa ympäristöolosuhteissa, kuten kuivuuden tai taudin aikana", sanoi Xiaohan Yang, ORNL:n projektin johtaja.

Lähestymistapa virtaviivaistaa perinteisiä menetelmiä, joita käytetään geenien ilmentymisen todentamiseen muunnetuissa kasveissa, ja pystyy paremmin havaitsemaan sairauteen tai ravinnestressiin liittyvän kasvin fysiologian, mikä nopeuttaa parempien satojen kehitystä.

Tutkijat osoittivat onnistuneesti, kuinka biosensori havaitsi tupakkakasvia tartuttaneen viruksen. Kun biosensori käytettiin toisessa tehtaassa, Arabidopsiksessa , se paljasti kuinka geenit kytkeytyvät päälle ja pois päältä solujen sisällä. Järjestelmä pystyy havaitsemaan geenien aktiivisuuden eri mittakaavassa yksittäisistä soluista kudostasoon koko kasvissa, mukaan lukien lehdet, juuret, kukat ja varret.

"Tutkijoille on hyödyllistä nähdä, milloin ja missä kasvi alkaa ohjelmoida itsensä uudelleen vastauksena olosuhteisiin, kuten kuivuuteen", sanoi Paul Abraham, toinen kirjoittaja. "Voimme sitten mennä sisään ja mitata tarkasti, mitä tapahtuu molekyylitasolla. Tämän kaltaisilla työkaluilla voimme saavuttaa täydellisemmän ymmärryksen siitä, mitä solutasolla tapahtuu ja kuinka se siirtyy aineenvaihduntareittien yli koko kasvissa."

Aiheesta aiemmin:

Antureita ympäristöhaittojen seurantaan

Grafeenista käytännöllisiä biosensoreita

Bakteerianturit sähköttävät havainnoistaan