Bu olmadan, bitkiler sıcaklığa tepki veremez.

UC Riverside bilim adamları, hızla ısınan bir gezegende bitkilerin sıcaklığa karşı tepkilerini kontrol etme yarışını önemli ölçüde ilerletti. Bu atılımın anahtarı, insan saçı genişliğinden yaklaşık 200,000 kat daha küçük bir molekül olan miRNA'dır.

Sıcaklıktaki ılımlı artışlarla, daha sıcak zeminden kaçınmak ve daha taze hava almak için bitkiler daha uzun büyür. Dergide yayınlanan bir dönüm noktası çalışması Doğa İletişim Bu büyüme için microRNA veya miRNA'nın gerekli olduğunu göstermektedir. Çalışma aynı zamanda hangi miRNA'nın molekülleri— 100'den fazla olasılık arasından — temel olanlardır.

UCR botanik profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Meng Chen, "MiRNA olmadan, ek büyüme hormonlarının varlığında bile sıcaklıkları yükseltsek bile bitkilerin büyümeyeceğini bulduk" dedi.

RNA, tüm organizmalarda bulunan bir nükleik asittir. yaşayan hücreler, ve rolü, bir hücrenin DNA'sından çeşitli proteinler oluşturmak için talimatlar taşıyan bir haberci olarak hareket etmektir. Biyolojik hücrelerde sağlıklı gelişim için mikroRNA da gereklidir. Belirli bir RNA hedefine bağlanmak ve bu hedefin üretmek için tasarlandığı şeyi yaratmasını önlemek için yaratılmıştır.

UCR botanik profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Xuemei Chen, "MiRNA, hedefinde bir bölünmeye neden olarak veya hedef RNA'nın başka bir proteine ​​dönüşmesini engelleyerek hedef RNA'nın üretimini engelliyor" dedi.

Xuemei Chen'in UCR'deki laboratuvarı, bitkilerde miRNA'nın keşfedilmesine yardımcı oldu. Meng Chen'in laboratuvarı daha önce bitkilerin sıcaklık hassasiyetinin erken aşamalarında yer alan bileşenleri tanımlamıştı. İki bilim adamı grubu, diğer bilimlerde çok önemli olan miRNA'nın olup olmadığını öğrenmek için güçlerini birleştirdi. yaşam formları, ayrıca bitkilerin sıcaklık tepkilerinde de rol oynar.

Bu test için bilim adamları, sıcaklıktaki 21 ila 27 santigrat derece arasındaki hafif artışlara baktılar. Referans olarak, oda sıcaklığı ortalama 20 C civarındadır. “Stres tepkilerine bakmadık. Sıcaklık algılamayı bitkileri öldürecek bir seviyeye yükseltmeden çalışmak istedik,” dedi Meng Chen.

Araştırmacılar, hardal ve lahana ile ilgili küçük çiçekli bir bitki olan Arabidopsis'i aldılar ve çok düşük miRNA seviyelerine sahip mutant formları incelediler. miRNA olmadan, mutant Arabidopsis, olması gerektiği gibi büyüyerek sıcaklıktaki değişime tepki veremezdi.

Sonra bir genetik deney yaptılar. Xuemei Chen, "miRNA'ları yapmada eksik olan mutant Arabidopsis üzerinde ek mutasyonlar yapıp yapamayacağımızı ve sıcaklığı algılama yeteneklerini geri kazanıp kazanamayacağımızı sorduk" dedi. İkinci deney "mükemmel" çalıştı ve bitkinin ısı algılama yeteneklerinin yanı sıra miRNA seviyelerini eski haline getirmekten sorumlu bir geni ortaya çıkardı.

Daha sonra ekip, sıcaklık tepkisinde yer alan kesin miRNA'yı arama konusunda bir zorlukla karşılaştı. Arabidopsis 140 miRNA molekülü üretir. Bilim adamları, sorumlu moleküllerin seviyelerinin sıcaklık arttıkça artacağını varsaydılar, ancak bu şekilde olmadı.

MiRNA'nın hedef RNA moleküllerine bağlanıp onu kapattığını hatırlatan ekip, bunun yerine orijinal mutant Arabidopsis bitkisinde ve oluşturdukları ikinci mutant bitkide farklı olan hedef RNA molekülü seviyelerine baktı.

Xuemei Chen, "Buna baktığımızda 14 miRNA'nın hedeflerinin değiştiğini gördük ve hedeflerin yanı sıra miRNA'yı da bulduk" dedi.

Doğru miRNA moleküllerini tanımlayan ekip, sonunda sıcaklık tepkisinin kapsamlı bir resmini bir araya getirdi. İki temel parça içerir: sıcaklığı algılayan moleküller ve bitki büyümesini teşvik ederek algılananlara bir yanıt sağlayan bir hormon olan oksin.

"Sensör ve yanıtlayıcı arasında miRNA var. Onsuz, bitkiler ısıyı algılayabilir ancak büyüyerek buna tepki veremez. Meng Chen, "Bitkilerin çevresel sıcaklık değişiklikleriyle başa çıkmasına izin verebilen veya kapatabilen bir bekçidir" dedi.

Ekip, deneyleri sırasında, bitkilerin komşu bitkilerden yansıyan gölgeye tepkisi için miRNA'nın da gerekli olduğunu buldu.

"Keşfimiz, tüm bitkilerde bulunan üç element arasındaki noktaları birleştirdi. bitki tepkileri çevrelerine,” dedi Meng Chen. "Bu, sıcaklık ve ışık değişikliklerini izleyen sensörleri, bitki büyümesini sağlayan hormonları ve bitki gelişimini kontrol eden miRNA'yı içerir."

Araştırmacılar, bulgularının iklim değiştikçe mahsul verimini artırmak için kullanılabileceğini umuyorlar.

"Potansiyel şu ki, bunu yerel tepkilere bitki tepkilerini manipüle etmek için kullanıyoruz. sıcaklık ve ışık koşulları ve çeşitli ortamlarda büyümelerini kontrol edin," dedi Meng Chen.