• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy UŚ: droga do nowoczesnej uprawy roślin zaczyna się w laboratorium

    12.02.2010. 19:38
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Droga do nowoczesnej uprawy roślin zaczyna się w laboratorium - przekonują naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, którzy w badaniach cytogenetycznych zajęli się spokrewnioną z pszenicą i żytem kłosownicą Brachypodium distachyon.

    11 lutego w prestiżowym naukowym piśmie "Nature" ukazał się artykuł dotyczący badań nad Brachypodium distachyon. Publikacja ma kilkudziesięciu autorów wywodzących się z 45 jednostek naukowych. UŚ, jedyny polski ośrodek w międzynarodowym konsorcjum, reprezentowali przedstawiciele Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska: dr hab. Robert Hasterok oraz doktorantka mgr Dominika Idziak.

    Ta coraz popularniejsza w świecie nauki roślina modelowa pozwala na łatwiejsze i dokładniejsze badania uprawianych przez człowieka zbóż. Organizm modelowy charakteryzuje się zestawem cech, które czynią go bardziej użytecznym dla badań naukowych niż inne organizmy z tej samej grupy.

    Prof. UŚ dr hab. Robert Hasterok jest pracownikiem Katedry Anatomii i Cytologii Roślin na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŚ. Jej pracownicy zajmują się cytogenetyką roślin, czyli nauką pozwalającą na analizę genomów na poziomie mikroskopowym. Obszar ich zainteresowań to pogranicze cytologii, genetyki i biologii molekularnej. Duże znaczenie dla właściwej analizy i prezentacji wyników ma tutaj także nowoczesna, cyfrowa obróbka obrazu mikroskopowego.

    Część pracowników katedry zajmuje się analizą struktury roślinnego genomu jądrowego, szczególną uwagę poświęcając trawom. Właśnie analizą struktury genomu jądrowego traw, zwłaszcza Brachypodium distachyon, jest szczególnie zainteresowany zespół prof. Hasteroka.

    Od lat poszukiwano rośliny modelowej, która pozwoliłaby na łatwiejsze i dokładniejsze badania najważniejszej grupy roślin uprawnych - pszenicy, jęczmienia, żyta czy owsa. Pierwszą trawą modelową był ryż, wykorzystywany w badaniach genomicznych ze względu na niewielką zawartość jądrowego DNA. Ryż jest jednak dość odległy filogenetycznie od uprawianych w Polsce zbóż i innych traw użytkowych. Trzeba było zatem znaleźć taką roślinę, która byłaby bliżej spokrewniona z naszymi trawami uprawnymi - wyjaśniają biolodzy.

    Naukowcy potrzebowali rośliny, która - oprócz małego genomu jądrowego o niskiej zawartości powtarzalnego DNA i niewielkiej liczbie chromosomów - pochodziłaby ze strefy klimatu umiarkowanego, byłaby niewielka, miała krótki cykl życiowy i cechowała ją samopylność oraz nieskomplikowane wymagania odżywcze.

    Jak wyjaśniają naukowcy, niektórych istotnych badań genomicznych nie przeprowadza się bezpośrednio na pszenicy czy życie, ponieważ tego rodzaju rośliny mają bardzo dużo DNA w swoich jądrach komórkowych ze znaczącym lub wręcz przeważającym udziałem DNA niekodującego, zaś frakcja informacyjna DNA stanowi relatywnie niewielką część genomu.

    Aby znaleźć sekwencje kodujące w tak dużych genomach, należy zazwyczaj wykonać ogromną i bardzo kosztowną pracę. Brachypodium distachyon tym się różni od innych traw, że posiada bardzo mały genom jądrowy, o niewielkiej zawartości sekwencji powtarzalnych i składzie genów zbliżonym do tych, które mają ważne dla nas gatunki zbóż i trawy o charakterze użytkowym. Gatunek ten stał się więc niezwykle użyteczną "trawą modelową".

    Szerzej zakrojone badania nad Brachypodium distachyon zaczęto prowadzić ok. 10 lat temu na Uniwersytecie Aberystwyth w Wielkiej Brytanii. Szefem jednej z tamtejszych grup badawczych jest profesor John Draper, który jako pierwszy zaproponował tę roślinę jako modelową.

    Jak wspomina prof. Hasterok, początkowo wielu badaczy nie widziało większego sensu we wprowadzaniu kolejnego modelu, ale z czasem coraz więcej osób przekonywało się do tego pomysłu. Podczas kilkunastu miesięcy pracy w Aberystwyth Hasterok zajmował się m.in. pierwszymi badaniami genomu Brachypodium, a następnie "zaraził" tą rośliną kolegów w Katowicach.

    Kilka tysięcy naukowców z zakresu genetyki i biologii molekularnej spotyka się co roku na konferencjach "Plant and Animal Genome" w San Diego. Właśnie tam w 2006 roku temat Brachypodium po raz pierwszy zaistniał na szerokiej arenie międzynarodowej. Wtedy też postanowiono, że genom jądrowy tej rośliny poddany będzie sekwencjonowaniu, czyli zostanie poznany "litera po literze", co ostatecznie nastąpiło w 2009 roku.

    Wiele wiodących laboratoriów z USA czy Wielkiej Brytanii niemal z dnia na dzień zajęło się badaniem tej rośliny. Obecnie temat Brachypodium staje się bardzo popularny, poświęcane są tej roślinie odrębne sesje tematyczne na międzynarodowych konferencjach, gdzie wygłaszane są specjalistyczne wykłady. Szybko rośnie też liczba publikacji naukowych, poświęconych nowemu organizmowi modelowemu.

    Dziś grupa prof. Hasteroka stale współpracuje z ośrodkami badawczymi w Wielkiej Brytanii i w USA, zaś w projekcie sekwencjonowania genomu jądrowego uczestniczyło aż kilkanaście ośrodków naukowych z Europy i Stanów Zjednoczonych. Zespół Hasteroka od kilku lat prowadzi badania dzięki stałemu wsparciu finansowemu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Są to badania bardzo kosztowne, wymagające specjalistycznej aparatury i odczynników. W najbliższym czasie okaże się, czy w finansowaniu badań pomoże naukowcom także Unia Europejska w ramach tzw. 7. Programu Ramowego.

    Prof. Hasterok zdaje sobie sprawę, że większość projektów kierowanych do tego programu nie może być sztuką dla sztuki. "Unię interesuje to, co konkretnie z tego typu badań może mieć Wspólnota Europejska, co z tego będzie miał przeciętny Europejczyk. Naszym celem jest przekonać Unię, że podobnie jak miało to niedawno miejsce w USA, także w Europie z wielu względów warto postawić na badania na Brachypodium distachyon" - podsumowuje profesor.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kłosownica (Brachypodium) – rodzaj bylin należących do rodziny wiechlinowatych. Należy tu 16 gatunków występujących w obszarach położonych w klimacie umiarkowanym półkuli północnej oraz w strefie międzyzwrotnikowej w górach. Gatunkiem typowym jest Brachypodium pinnatum (L.) P. Beauv.. Genomika – dziedzina biologii molekularnej i biologii teoretycznej (pokrewna genetyce i ściśle związana z bioinformatyką) zajmująca się analizą genomu organizmów. Głównym celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. Projekt poznania ludzkiego cognomu (ang. Human Cognome Project) – zespół projektów badawczych mających na celu rozszyfrowanie działania ludzkiego mózgu. Nazwa cognom bierze się od łacińskiego cogito (myślę) i nawiązuje do nazwy genom. Cognom oznacza zespół cech określających sposób myślenia człowieka. Podstawowym założeniem projektu jest próba zrozumienia mózgu ludzkiego jako bardzo skomplikowanej maszyny. Naukowcy chcą odszyfrować sposób działania naszego umysłu podobnie, jak to się udało w Projekcie poznania ludzkiego genomu.

    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. Towarzystwo Badań Naukowych Sigma Xi (Sigma Xi: The Scientific Research Society) – międzynarodowe stowarzyszenie non-profit, założone w 1886 w Cornell University, dla uhonorowania najwybitniejszych przedstawicieli wszystkich dyscyplin naukowych i zainicjowania współpracy pomiędzy nimi. Celem towarzystwa jest wspieranie i promocja oryginalnej pracy naukowej. W tym celu Sigma Xi wydaje magazyn American Scientist, przyznaje granty naukowe wyróżniającym się studentom i sponsoruje różne programy wspierające etykę w badaniach, w nauce i w edukacji, a także współpracę międzynarodową. Duży nacisk kładzie też na badania interdyscyplinarne, współpracę nauki z przemysłem oraz rozwój laboratoriów rządowych.

    Metoda analizy i krytyki piśmiennictwa albo analiza krytyczna jako metoda badań naukowych jest stosowana do prac naukowych i badań innych naukowców. Jest metodą stosowaną powszechnie w nauce. Powstają dzięki niej publikacje oparte nie na badaniach własnych, lecz na pracach i badaniach cudzych. Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego – urząd utworzony w Polsce 5 maja 2006 r. do obsługi Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego kieruje działami administracji rządowej „nauka” i „szkolnictwo wyższe” oraz jest dysponentem budżetu na badania naukowe finansowane przez państwo. Przy ministrze działała Rada Nauki, powołana w miejsce zlikwidowanego w 2005 Komitetu Badań Naukowych. Siedziba ministerstwa mieści się w Warszawie, przy ulicy Wspólnej 1/3.

    Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (MNiSW) – urząd utworzony w Polsce 5 maja 2006 r. do obsługi Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego kieruje działami administracji rządowej „nauka” i „szkolnictwo wyższe” oraz jest dysponentem budżetu na badania naukowe finansowane przez państwo. Przy ministrze działała Rada Nauki, powołana w miejsce zlikwidowanego w 2005 Komitetu Badań Naukowych. Siedziba ministerstwa mieści się w Warszawie, przy ulicy Wspólnej 1/3. Respondent - osoba, której opinie stanowią przedmiot badania w naukach społecznych, najczęściej w badaniach kwestionariuszowych, także: telefonicznych, pocztowych, internetowych. W niektórych typach badań respondenci dobierani są do badań na podstawie założeń badania probabilistycznego. W praktyce opisu badań używa sie również słowa respondent w stosunku do pojedynczje osoby, która nie jest dobierana losowo, a z która prowadzi się na przykład wywiad swobodny.

    Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie.

    Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN, ang. European Research Council, ERC) – niezależna instytucja mająca na celu wspieranie wysokiej jakości badań naukowych poprzez wspieranie najlepszych naukowców, inżynierów i pracowników akademickich, niezależnie od dziedziny badań. Działa w ramach siódmego programu ramowego Unii Europejskiej w dziedzinie badań naukowych. Ustanowiona w lutym 2007 roku na mocy decyzji Rady 2006/972/WE (Dz. Urz. UE L 400 z 19.12.2006).

    Dodano: 12.02.2010. 19:38  


    Najnowsze