Transgenik papayadaki genomik modifikasyonları anlamak
Transgenik papaya “SunUp” 1990’larda geliştirildi ve papaya halkalı leke virüsüne direnme yeteneği nedeniyle geniş çapta tanıtıldı. Araştırmacılar, 2008 yılına kadar SunUp’ın genomik dizisini tanımlamış olsalar da, transgenik eklemelerin nerede olduğu ve nasıl bir etkiye sahip oldukları açık değildi. Yeni bir çalışma, bu değişiklikleri ve bitkileri nasıl etkilediklerini belirledi.
Papaya meyveleri zengin bir potasyum, magnezyum ve A ve C vitaminleri kaynağıdır ve küresel üretimlerinde istikrarlı bir artış sağlar. Papaya, güney Meksika ve Orta Amerika’da doğdu ve evcilleştirildi ve şu anda dünya çapında tropikal ve subtropikal bölgelerde yetiştiriliyor.
Yabani papaya, çok az yenilebilir etli küçük tohumlu meyvelere sahipken, evcilleştirilmiş versiyonu beş pounddan daha ağır olabilir. Bununla birlikte, büyük bir sorun vardı: Papaya, papaya halkalı leke virüsüne duyarlıydı, bu da olgun meyve vermeyen bodur bitkilere yol açtı ve papaya genetik kodunda direnç yoktu.
Daha sonra araştırmacılar, parçacık bombardımanı aracılı dönüşüm adı verilen bir teknik kullanarak transgenik papaya SunUp’ı geliştirdiler. Altın parçacıkları, virüsün kaplama protein geni ile kaplandı ve bir gen tabancası kullanılarak transgenik olmayan papaya “Sunset” hücrelerinin içine püskürtüldü. Bu nedenle SunUp, virüsün gen dizilerini içeriyordu ve enfeksiyondan korunuyordu.
Bitki biyoloğu Ray Ming, “İnsersiyonlar ve yeniden düzenlemelerdeki her bir DNA nükleotidini okumamız 8 yılımızı aldı ve bu transgenik insersiyonların doğasını anlamak için farklı teknolojiler kullanarak sıralamayı tekrarladık” dedi. Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign. “Ekleme o kadar karmaşıktı ki, genomu 2008’de dizilememize rağmen, transgenik dizilerin nerede olduğunu bilmiyorduk.”
tarafından sağlanan finansman ile ABD Ulusal Bilim Vakfıgrup, SunUp’ın yalnızca gen tabancasından gelen DNA parçalarından değil, aynı zamanda ata Sunset çeşidinden nükleer genom parçalarından ve organel genom parçalarından oluşan 1,6 milyon baz çifti eklemesine sahip olduğunu keşfetti. Sonuçlar şurada yayınlandı: Doğa Genetiği.
NSF’nin Bütünleştirici Organizma Sistemleri Bölümü’nde program direktörü olan Gerald Schoenknecht, “Bu araştırma, papaya genomunda parçacık bombardımanı aracılı dönüşümün neden olduğu değişiklikleri güzel bir şekilde ortaya koyuyor ve papayanın evcilleştirilmesine ilişkin yeni bilgiler sağlıyor” dedi.
Araştırmacılar, bu kadar büyük bir ekleme olmasına rağmen, transgenik manipülasyonun gen ifadesinde herhangi bir değişikliğe neden olmadığını söyledi. Ming, “Her gen dizisine baktık ve genom işlevi üzerinde hiçbir etkisi yok” dedi. “SunUp ve Sunset’i karşılaştırdığımızda, parçacık bombardımanı aracılı dönüşüm tarafından yapılan genetik manipülasyondan değil, transpozon aracılı yeniden düzenlemelerden kaynaklanan, diferansiyel olarak ifade edilen yalnızca 20 gene sahipler.”
Transpozon aracılı yeniden düzenlemeler doğal olarak gerçekleşir ve zaman içinde kademeli değişikliklere yol açar; bu, SunUp ve Sunset’in 30 yıldır büyüyüp farklılaşmasından bu yana bekleniyor.