WOX9: Tüm esnaflardan biri olan bir gen

Evrimsel zaman ölçekleri boyunca, tek bir gen, farklılaşan türlerde farklı roller kazanabilir. Bununla birlikte, bir genin çoklu gizli rollerini ortaya çıkarmak, genom düzenleme gelmeden önce mümkün değildi. Cold Spring Harbor Laboratuvarı bilim adamları Zach Lippman ve Anat Hendelman, gizli gen fonksiyonlarını ortaya çıkarmak için İsrail’deki İbrani Üniversitesi’nden Idan Efroni ile işbirliği yaptı. Sonuçlar dergide yayınlandı Hücre.
İçinde ABD Ulusal Bilim Vakfı-fonlanan araştırma, bilim adamları gelişimsel bir genin, WOX9’un aktivitesini, gelişimin farklı anlarında farklı bitkilerde incelediler. Genom düzenlemeyi kullanarak, gen tarafından üretilen proteini değiştirmeden, genin düzenlemesini değiştirerek bir bitkinin özelliklerini değiştirebileceklerini keşfettiler.
Genler, proteinleri kodlayan DNA’dır, ancak diğer yakın DNA uzantıları, genlerin aktivitesini düzenleyerek onlara nerede, ne zaman ve ne dereceye kadar aktif olmaları gerektiğini söyler. Genom düzenleme aracı CRISPR ile bilim adamları, bu düzenleyici bölgeler de dahil olmak üzere DNA’ya kesin mutasyonlar ekleyebilirler.
Bilim adamları, bitki özelliklerine ince ayar yapmak için CRISPR’yi kullanmak istese de, teknik bazen şaşırtıcı sonuçlar veriyor: Bazı genlerin daha önce bilinmeyen işlevlere sahip olduğu ortaya çıktı.
WOX9, bitki ve hayvanların gelişmekte olan yapılara sınırlar koymasına yardımcı olan birkaç genden biridir. Gen, brokoli’nin yabani bir akrabası olan Arabidopsis’in erken gelişiminde rol oynarken, domateslerde daha sonraki gelişmeyi (üreme ve çiçeklenme) etkiler.
Lippman ve Hendelman, domates, yer kirazı ve Arabidopsis bitkilerinde ek işlevleri ortaya çıkarmak için WOX9’u çevreleyen düzenleyici DNA’da bir dizi mutasyon oluşturmak için CRISPR’yi kullandı.
Doğru düzenleyici sekansla, gen üç türün hepsinde daha fazla çiçeğin oluşmasına neden olabilir. Dolayısıyla WOX9, yönetmeliğini değiştirerek bu ve diğer ekin bitkilerinde verimi artırmaya adaydır. Keşif, diğer genlerin de çoklu rollere sahip olabileceğini düşündürüyor.
NSF’de program direktörü Gerald Schoenknecht, “Bitki ve hayvan genomlarının yalnızca birkaç yüzdesi genleri kodlar ve genomun büyük çoğunluğu genlerin proteinlere ne zaman, nerede ve hangi düzeyde ifade edildiğini kontrol eden düzenleyici dizilerden oluşur” diyor. Bütünleştirici Organizma Sistemleri Bölümü. “Bu araştırma, bize bu olağanüstü düzenleyici ağ hakkında fikir vermeye başlıyor.”