- Cercetătorii CSHL au cartografiat celulele stem din porumb și Arabidopsis la nivel unicelular
- Au identificat 5.000 de celule CLAVATA3 și 1.000 WUSCHEL, plus sute de gene noi
- Unele gene sunt corelate cu diferențe de productivitate la porumb
- Rezultatele au fost publicate în Developmental Cell și puse la dispoziția comunității
- Descoperirea ar putea ghida crearea de culturi mai productive și mai rezistente în fața schimbărilor climatice
În spatele fiecărui știulete de porumb stă o armată invizibilă de celule stem care decid cât de mare va fi planta, cât de repede crește și cât de multă hrană va produce. Problema e că aceste celule sunt rare și greu de studiat.
O echipă de la Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) tocmai a reușit să le cartografieze, descoperind regulatori genetici ascunși care ar putea schimba felul în care cultivăm plantele de bază pentru alimentație și energie.
Cum au prins oamenii de știință „fantomele” genetice
Profesorul David Jackson și echipa sa au apelat la o tehnică de înaltă precizie: single-cell RNA sequencing. Practic, au disecat fragmente minuscule din mugurii de porumb și Arabidopsis, au separat fiecare celulă prin microfluidică și i-au „citit” expresia genetică.
Rezultatul? Peste 5.000 de celule care exprimă CLAVATA3 și 1.000 cu WUSCHEL, doi markeri de bază ai celulelor stem vegetale. Dar adevărata surpriză a venit din „bagajul genetic suplimentar” descoperit pe drum.
Gene noi, cu potențial de recoltă mai bogată
Dincolo de regulatori cunoscuți, cercetătorii au găsit sute de gene necunoscute până acum, inclusiv unele care se repetă atât la porumb, cât și la Arabidopsis. Unele sunt legate de mărimea știuletelui și de productivitatea plantei.
Cu alte cuvinte, dacă fermierii vor să obțină recolte mai mari și mai rezistente, aceste gene ar putea deveni noile ținte în programele de ameliorare.
De ce contează pentru toată lumea, nu doar pentru biologi
Studiul nu e doar un puzzle academic. Este ca și cum am fi găsit o hartă GPS pentru creșterea plantelor. Biologii o pot folosi pentru a înțelege diversitatea vegetală, fiziologii pentru a analiza cum se formează știuleții, iar amelioratorii pentru a dezvolta culturi mai rezistente la secetă, boli și schimbări climatice.
„Este o bază de cunoștințe care poate ghida cercetarea pentru următorul deceniu”, spune Jackson.
Ce urmează după descoperire
Atlasul genetic publicat de echipa CSHL e disponibil pentru toată comunitatea științifică. Următorul pas: validarea noilor gene în câmp și în condiții reale de stres.
Va mai dura până când fermierii vor culege direct beneficiile, dar fundația este pusă. Și dacă succesul porumbului depinde de aceste celule rare, acum știm unde să le căutăm și ce reguli genetice le guvernează.