• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy odkryli odżywczy gen roślin - dobre nowiny produkcji żywności na świecie

    24.01.2012. 16:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowani ze środków unijnych brytyjscy i francuscy naukowcy zidentyfikowali "odżywczy gen" odpowiedzialny za transport substancji odżywczych z rośliny do nasion. Nowe odkrycie, zaprezentowane w czasopiśmie Current Biology, może pomóc w zwiększeniu światowej produkcji żywności i nie pozostaje bez znaczenia również dla bezpieczeństwa żywności.

    Po raz pierwszy naukowcom udało się zidentyfikować gen o nazwie Meg1, który reguluje optymalną ilość substancji odżywczych przechodzących z rośliny macierzystej kukurydzy do potomnych.

    Badania zostały dofinansowane przez Komisję Europejską z budżetu działania "Wykorzystanie reprodukcji w celu doskonalenia roślin uprawnych" domeny Żywność i Rolnictwo w ramach Europejskiego Programu Współpracy w Dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych (COST). Program COST, którego zadanie polega na koordynacji krajowych programów badawczych na szczeblu europejskim, korzysta ze wsparcia Dyrekcji Generalnej ds. Badań Naukowych i Innowacji. Głównym celem jest redukcja rozdrobnienia inwestycji w europejskie badania naukowe oraz otwarcie Europejskiej Przestrzeni Badawczej (ERA) na światową współpracę.

    Ekspresja genu Meg1, w odróżnieniu od większości genów, których ekspresja ma miejsce zarówno na chromosomach matczynych, jak i ojcowskich, zachodzi wyłącznie na chromosomach matczynych. Ta niezwykła forma ekspresji genów jednego rodzica, zwana imprintingiem, nie ogranicza się do roślin. Dotyczy również niektórych genów człowieka, o których wiadomo, że regulują kształtowanie się łożyska w celu sterowania zaopatrzeniem rozwijającego się płodu w matczyne substancje odżywcze.

    Chociaż naukowcy wiedzą od pewnego czasu o istnieniu takich genów z rodzicielskim piętnem genomowym u ludzi i innych ssaków, po raz pierwszy zidentyfikowano w królestwie roślin gen równoległy, który reguluje zaopatrzenie rozwijających się nasion w substancje odżywcze.

    Wyniki tych nowych badań oznaczają, że naukowcy mogą skupić się teraz na wykorzystaniu tego genu i poznawaniu mechanizmu jego ekspresji, aby uzyskać większe nasiona i podnieść wydajność ważnych roślin uprawnych.

    Jeden z autorów raportu z badań, dr Jose Gutierrez-Marcos z Uniwersytetu w Warwick, powiedział: "Odkrycia mają istotne znaczenie dla światowego rolnictwa i bezpieczeństwa żywności, bowiem naukowcy dysponują obecnie specjalistyczną wiedzą molekularną, by manipulować tym genem w tradycyjnej uprawie roślin lub z wykorzystaniem innych metod w celu poprawy cech nasion, np. zwiększenie uzysku biomasy nasion. Poznanie rozwoju nasion kukurydzy i innych zbóż - na przykład ryżu czy pszenicy - ma istotne znaczenie, gdyż stanowią one podstawowe pożywienie ludzi na całym świecie. Aby zaspokoić zapotrzebowanie rosnącej populacji na świecie w nadchodzących latach, naukowcy i hodowcy muszą połączyć swe siły w celu zabezpieczenia i zwiększenia produkcji rolnej."

    Kolejny autor raportu, profesor Hugh Dickinson z Uniwersytetu Oksfordzkiego zauważa: "Podczas gdy identyfikacja MEG1 sama w sobie jest ważnym odkryciem, stanowi również prawdziwy przełom w odkrywaniu złożonych ścieżek genów, które regulują zaopatrzenie nasion w substancje odżywcze i ich zawartość w nasionach."

    Chociaż najbardziej pożądane cechy roślin uprawnych są poligeniczne, nie ma żadnego narzędzia hodowlanego, które umożliwiłoby skuteczne utrwalenie cech wielogenowych w kolejnych pokoleniach. Pośród kilku reprodukcyjnych strategii utrwalania pożądanych systemowych cech agronomicznych, jednym z najlepszych wyborów jest produkcja nasion klonowanych. Umożliwia ona natychmiastowe utrwalenie całego genomu najlepszych roślin.

    Nadrzędnym celem programu COST jest umożliwienie synergii wzajemnie powiązanej, europejskiej i międzynarodowej, wiedzy eksperckiej, aby lepiej poznać mechanizmy płciowej/apomiktycznej reprodukcji roślin i ułatwić wykorzystanie tej pogłębionej wiedzy w opracowywaniu nowych podejść w rolnictwie i przemyśle spożywczym w celu podniesienia wydajności roślin uprawnych.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    COST – Europejski Program Współpracy w Dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych (European Cooperation in Science and Technology), jest międzyrządową instytucją europejską, powołaną w celu rozwijania międzynarodowej współpracy w zakresie badań naukowych prowadzonych w ramach poszczególnych krajowych programów. COST stanowi najstarszy europejski program w dziedzinie naukowej, gdyż został on utworzony już w 1971 r. Obecnie obejmuje on 36 członkowskich krajów Unii Europejskiej oraz krajów współpracujących. Bank genów – kolekcja nasion roślin użytkowych wartościowych dla hodowli, badań naukowych oraz dla gospodarki. Standardy przechowywania nasion w banku określa FAO. Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA.

    miRNA (mikroRNA) – jednoniciowe cząsteczki RNA o długości ok. 21-23 nukleotydów, regulujące ekspresję innych genów. miRNA kodowane są przez genom komórki, jak normalne geny, i transkrybowane przez RNA polimerazę II, tak samo, jak mRNA. Prekursorem są niewielkie RNA, o strukturze spinki do włosów, które ulegają obróbce podobnie do siRNA. Wchodzą w skład kompleksów rybonukleoproteinowych blokujących specyficznie translację mRNA i nadają im specyficzność. W odróżnieniu od siRNA, miRNA nie posiadają 100%-owej identyczności sekwencji do docelowego mRNA. miRNA są zaangażowane w negatywną regulację ekspresji genów podczas rozwoju; ocenia sie, ze biorą udział w regulacji 30% ludzkich genów. Są mediatorami mechanizmu interferencji z translacją mRNA (RNAi). Glebowy bank nasion – nagromadzone w glebie nasiona (diaspory) zdolne do kiełkowania w optymalnych warunkach dla danego gatunku. Między pulą nasion stanowiących glebowy bank nasion a liczbą pojawiających się siewek istnieje bariera zwana sitem środowiskowym. Wielkość banku nasion zależy m.in. od długości okresu spoczynkowego nasion i ich żywotności. Nasiona różnych gatunków różnią się okresem zachowywania zdolności kiełkowania, u wielu sięga on kilkudziesięciu lat.

    HACCP (ang. Hazard Analysis and Critical Control Points) – System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli, zwany dalej „systemem HACCP” – postępowanie mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa żywności przez identyfikację i oszacowanie skali zagrożeń z punktu widzenia wymagań zdrowotnych żywności oraz ryzyka wystąpienia zagrożeń podczas przebiegu wszystkich etapów produkcji i obrotu żywnością produktami spożywczymi; system ten ma również na celu określenie metod eliminacji lub ograniczania zagrożeń oraz ustalenie działań korygujących. Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów.

    Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów. Mikoryza – jest to występujące powszechnie zjawisko, polegające na współżyciu korzeni lub innych organów, a nawet nasion roślin naczyniowych z grzybami (dotyczy około 85% gatunków roślin wyższych z całego świata). Tego typu symbioza daje obu gatunkom wzajemne korzyści, polegające na obustronnej wymianie substancji odżywczych – rośliny mają lepszy dostęp do wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, ale także do substancji regulujących ich wzrost i rozwój, które produkuje grzyb, ten zaś korzysta z produktu fotosyntezy roślin – glukozy. Odkrycia mikoryzy dokonał w roku 1880 polski botanik, Franciszek Kamieński, który opisał ją w swojej pracy w 1881 roku.

    Program ESPRIT (ang. European Strategic Programme for Research in Information Technologies) Europejski Program Strategiczny w Dziedzinie Badań Technologii – pierwszy z wielu programów badawczo-rozwojowych Unii Europejskiej zainicjowany 28 lutego 1984 r. Jego nazwa jest akronimem od pełnej angielskiej nazwy programu. Historia tego programu sięga 1970 r., kiedy to powołany został Komitet ds. Badań Naukowych i Technicznych posiadający uprawnienia zarządczo-wykonawcze. Kolejnym etapem było zwołanie tzw. Okrągłego Stołu 12 wiodących firm elektronicznych w celu połączenia wysiłków w dziedzinie badań i rozwoju instytucji wspólnotowych oraz przedsiębiorstw prywatnych. Efektem obrad było powołanie do życia i uruchomienie programu pięcioletniego programu ESPRIT w latach 1984–1989, ESPRIT II w latach 1989–1992 oraz ESPRIT III w latach 1992–1994. Programy te finansowane były z dwóch źródeł: budżetu WE i środków własnych uczestników kontraktów.

    Nasiennictwo leśne jest działem hodowli lasu obejmującym zagadnienia i czynności związane z wyborem drzew i drzewostanów nasiennych, zbiorem szyszek i owoców, pozyskiwaniem z nich nasion, przechowywaniem i przysposabianiem nasion do wysiewu jak również oceną i transportem nasion.

    Polityka naukowa definiowana jest jako działalność państwa oraz innych instytucji publicznych mająca na celu takie wpływanie na naukę, które w sposób optymalny przyczyni się do wzrostu gospodarczego i rozwoju społecznego przy jak najlepszym wykorzystaniu środków na badania naukowe. Często do szeroko rozumianej polityki naukowej zalicza się także politykę innowacyjną, której zadaniem jest wprowadzanie wyników badań naukowych, wynalazków i usprawnień do praktyki gospodarczej. Jest to jedna z najmłodszych dziedzin polityki gospodarczej, ukształtowała się dopiero w latach pięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Przełomową datą jest rok 1935, kiedy to wydano pracę J.D.Bernala pt. "The Social Function of Science"("Społeczna funkcja nauki"), ujmującą całościowo problemy nauki we współczesnym świecie. W 1967r. we Frascati(Włochy) odbyła się konferencja przedstawicieli krajów skupionych w OECD, w trakcie której wypracowano wiele zaleceń i definicji dotyczących polityki naukowej, będących podstawą obecnego rozwoju tej dziedziny. Dzięki ustaleniom z 1967r. w wielu krajach, także w krajach rozwijających się, utworzono organy decyzyjne a szczeblu rządowym odpowiedzialne za politykę naukową.

    Dodano: 24.01.2012. 16:49  


    Najnowsze