22 ژوئیه 2021 توسط دانشگاه شیکاگو اعتبار: دامنه عمومی CC0
گروهی از دانشمندان دانشگاه شیکاگو، دانشگاه پکن و دانشگاه گوئیژو اعلام کردند که دستکاری RNA می‌تواند به گیاهان اجازه دهد تا محصولات بیشتری تولید کنند و همچنین مقاومت به خشکی را افزایش دهند.
در آزمایشات اولیه، افزودن ژن رمزگذار پروتئینی به نام FTO به هر دو گیاه برنج و سیب‌زمینی عملکرد آن‌ها را در آزمایشات 50٪ افزایش داد. گیاهان به طور قابل توجهی بزرگتر شدند، سیستم ریشه‌ای طولانی‌تری تولید کردند و توانایی تحمل تنش خشکی را داشتند. تجزیه و تحلیل همچنین نشان داد که گیاهان میزان فتوسنتز خود را افزایش داده‌اند.
پروفسور چوان او، دانشگاه شیکاگو، که به همراه پروفسور گیفانگ جیا در دانشگاه پکن، رهبری این تحقیق را بر عهده داشتند، گفت: «این تغییر واقعاً چشمگیر است. علاوه بر این، این مورد تقریباً با هر نوع گیاهی که تاکنون آن را امتحان کرده‌ایم کار می‌کند و یک اصلاح کاملاً ساده است.»
محققان نسبت به پتانسیل این پیشرفت، به ویژه در مواجهه با تغییرات آب و هوایی و فشارهای دیگر بر سیستم‌های زراعی در سراسر جهان امیدوار هستند.
وی که استاد برجسته خدمات شیمی، بیوشیمی و زیست مولکولی جان تی ویلسون است، گفت: «این واقعاً پتانسیل امکان کارخانه‌های مهندسی را برای بهبود اکوسیستم با پیشبرد گرم‌شدن کره زمین فراهم می‌کند. ما برای بسیاری از چیزها به گیاهان اعتماد می‌کنیم – از چوب، غذا و دارو، گل و روغن – و این به طور بالقوه راهی برای افزایش مواد ذخیره‌ای است که می‌توانیم از اکثر گیاهان بدست آوریم.»
برای دهه‌ها، دانشمندان در تلاشند تا تولید محصولات را در برابر آب و هوای ناپایدار فزاینده و افزایش جمعیت جهانی را تقویت کنند. اما چنین فرآیندهایی معمولاً پیچیده هستند و غالباً فقط به تغییرات فزاینده منجر می‌شوند.
او و همکارانش فهمیدند که این امر تأثیرات عمده‌ای در زیست‌شناسی دارد. از آن زمان، تیم وی و سایر افراد در سراسر جهان در تلاش‌اند درک درستی از روند کار و آنچه در حیوانات، گیاهان و بیماری‌های مختلف انسان تأثیر می‌گذارد، داشته باشند. به عنوان مثال، او یکی از بنیانگذاران یک شرکت بیوتکنولوژی است که اکنون داروهای جدید ضد سرطانی را مبتنی بر هدف قرار دادن پروتئین‌های اصلاح RNA ساخته است.
او و Guifang Jia، محقق فوق دكتراي سابق UChicago كه اكنون دانشيار دانشگاه پكن است، تعجب كردند كه اين اثر چگونه بر زيست شناسي گياه تأثير مي‌گذارد.
آن‌ها روی پروتئینی به نام FTO، اولین پروتئین شناخته شده‌ای که علائم شیمیایی RNA را پاک می‌کند، متمرکز شدند، جیا که به عنوان محقق فوق دکترا آنرا در گروه He در UChicago یافت. دانشمندان می‌دانستند که این ماده بر روی RNA کار می‌کند تا رشد سلول‌ها در انسان و سایر حیوانات را تحت تأثیر قرار دهد، بنابراین آن‌ها سعی کردند ژن آن را در گیاهان برنج وارد کنند. وی گفت: «من فکر می‌کنم درست همان موقع بود که همه ما فهمیدیم کار خاصی انجام می‌دهیم.»
گیاهان برنج در شرایط آزمایشگاهی سه برابر برنج رشد کردند. هنگامی که آن‌ها آن را در آزمایش‌های صحرایی واقعی آزمایش کردند، گیاهان 50٪ بیشتر برنج داشتند. آن‌ها ریشه‌های طولانی‌تر، فتوسنتز موثرتری داشتند و بهتر می‌توانستند در برابر تنش خشکی مقاومت کنند.
دانشمندان این آزمایشات را با گیاهان سیب‌زمینی که بخشی از یک خانواده کاملاً متفاوت هستند تکرار کردند. نتایج یکسان بود.
وی گفت: «این درجه‌ای از جهانی بودن را نشان می‌دهد كه بسیار هیجان انگیز است.»
دانشمندان مدت بیشتری طول کشید تا درک چگونگی این اتفاق را شروع کنند. آزمایشات بیشتر نشان داد که FTO در اوایل کار گیاه کار می‌کند و باعث افزایش کل زیست توده تولید شده می‌شود. به طور کلی، گیاهان اصلاح شده به طور قابل توجهی RNA بیشتری نسبت به گیاهان شاهد تولید کردند.
فرایند توصیف شده در این مقاله شامل استفاده از ژن FTO حیوانی در گیاه است. اما هنگامی که دانشمندان این مکانیسم رشد را کاملاً بفهمند، او فکر می‌کند که می‌تواند روش‌های متفاوتی برای دستیابی به همان اثر وجود داشته باشد.
