Pierwszy raz polscy uczeni tak dokładnie przebadali materiał genetyczny rośliny. Dzięki temu możliwe będzie stworzenie nowych odmian ogórka - pisze DZIENNIK.
Agnieszka Szymczak: W ostatnim czasie naukowcy poznali genom różnych roślin i zwierząt, a nawet człowieka. Pan zsekwencjonował genom chloroplastowy ogórka.
Skąd zainteresowanie tą rośliną?
Wojciech Pląder: Od lat zajmujemy się badaniami tej rośliny. Jest ona ważna dla polskiej gospodarki. Uprawy ogórków zajmują pierwsze miejsce pod względem powierzchni, jeśli chodzi o dyniowate. Ogórki mają też duże zastosowania konsumpcyjne - jada się je pod różnymi postaciami.
Co to znaczy, że został zsekwencjonowany genom?
Poznaliśmy sekwencję (układ) całego genomu chloroplastowego zasada po zasadzie. Kod genetyczny to są cztery zasady oznaczane literami A,T,G, C - w zależności od tego, jak są one ułożone, to poszczególne trzy nukleotydy kodują jeden aminokwas białka. To charakterystyczne ułożenie trójki nukleotydów powoduje, że jest kodowane białko w obrębie start i stop. To znaczy - początek produkcji i jej koniec. Oczywiście każde białko zakodowane na nici DNA ma swoją określoną wielkość. Np. koduje je 500 nukleotydów, 600 lub 3000. Jest to zawsze liczba podzielna przez 3. My poznaliśmy całą tę sekwencję.
Żeby uzyskać materiał genetyczny, trzeba mieć fragment rośliny. Czy jest obojętne, który?
Tak. Jeśli chodzi o chloroplasty, musi to być po prostu tkanka zielona, w której się one znajdują. Każda komórka roślinna posiada 3 genomy - genom jądrowy, genom mitochondrialny i genom chloroplastowy. O ile chloroplastowy jest to kwestia 100 - 200 tys. nukleotydów, to mitochondrialny ma ich miliony, a jądrowy - miliardy. Skoro chloroplastowy jest najprostszy, doszliśmy do wniosku, że możemy się porwać na jego zsekwencjonowanie.
Jaką roślinę zbadano jako pierwszą?
Genom chloroplastowy tytoniu w 1986 r. prof. Shinozaki z Japonii (Nagoia).
Czy pana badania będą miały jakieś praktyczne zastosowanie?
Tak. Mając komplet genów, które są kodowane przez genom chloroplastowy, można stworzyć mikromacierze, czyli taką bibliotek na małej płytce szklanej. Dzięki temu możemy zrobić eksperymenty pomagające w określeniu, który gen reaguje pozytywnie bądź negatywnie na np. czynniki stresowe. Czyli czy w roślinie rosnącej w słabo oświetlonym miejscu uruchamiają się bądź blokują poszczególne geny.
Planujemy rozpoczęcie takich badań, jeśli tylko dostaniemy na nie pieniądze. Sezon polowy jest krótki, a potem ogórki trzeba sztucznie doświetlać w produkcji szklarniowej lub tunelowej. Jeśli okaże się np. że w wypadku słabego nasłonecznienia blokowana jest ekspresja któregoś genu, to można by stworzyć taką konstrukcję, by zwiększyć ekspresję tego genu i ogórków nie trzeba będzie oświetlać, by dobrze rosły (transformacja chloroplastów).
Czy to już będzie żywność modyfikowana genetycznie?
Tak.
Czy hodowla mocno różni się od manipulacji genetycznej?
Tradycyjna hodowla to rzecz bardzo długotrwała i droga. Żeby uzyskać jakąś cechę, np. odporności na zimno, przenosząc ją z gatunku dzikiego do hodowlanego, trzeba kilkunastu lat, jeśli nie ma niezgodności. Bo nawet w obrębie tego samego gatunku może się zdarzy, że odmiana dzika i domowa nie będą się krzyżować. A w przypadku manipulacji genetycznej wprowadzamy tylko i wyłącznie gen, który nas interesuje, plus gen markerowy. Wprowadzony gen nadaje roślinie pożądaną cechę. Na przykład zmodyfikowany pomidor nie będzie się psuł. Mówi się, że wystarczy 15 - 20 tygodni w wypadku pomidora od wysiania nasion do uzyskania rośliny transgenicznej. Oczywiście później muszą być analizy, próby szklarniowe, polowe, żywieniowe itp. Zajmuje to w sumie kilka lat do wprowadzenia na rynek.
My też prowadzimy takie badania. Dr Szwarska otrzymała transgeniczną linię słodkawego w smaku ogórka.
Jecie państwo swoje produkty?
Są takie testy - oczywiście biorą w nich udział ochotnicy. Ponadto ogórki przyrządza się na różne sposoby. Trzeba sprawdzić, czy ten nowy wprowadzony do genomu gen nie wpłynął np. na proces kwaszenia.
Czy uprawy roślin genetycznie zmodyfikowanych mogą zachwiać równowagą ekologiczną?
Nie. Gdyby na przykład zmodyfikowane żyto dostało się do środowiska i byłoby pozbawione stosownych zabiegów pielęgnacyjnych, nie przeżyłoby na skutek konkurencji z dzikimi odmianami tej rośliny. Bo dzikie odmiany są bardzo silne. Jeśli nie chcemy jednak roślin genetycznie modyfikowanych, to alternatywą dla manipulacji genami jest właśnie transformacja chloroplastów.
Czy planujecie państwo zmierzyć się z którymś z pozostałych genomów?
Nie planujemy, jesteśmy już w trakcie. W mojej katedrze jest prof. Przybecki, który zajmuje się genomem jądrowym. Prof Przybecki pracuje nad płcią u ogórka i chce poznać geny, które nią rządzą. Dr Bartoszewski, niebawem hab. pracuje nad mitochondriami ogórka, wraz z amerykanami, którzy o to zabiegali, on ma częściową bibliotekę genomu mitochondrialnego, częściowe fragmenty są zsekwencjonowane i prawdopodobnie będzie pracował z tym dalej.
Dr hab. Wojciech Pląder z Katedry Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin SGGW w Warszawie, kierownik Międzywydziałowego Studium Biotechnologii
Wojciech Pląder: Od lat zajmujemy się badaniami tej rośliny. Jest ona ważna dla polskiej gospodarki. Uprawy ogórków zajmują pierwsze miejsce pod względem powierzchni, jeśli chodzi o dyniowate. Ogórki mają też duże zastosowania konsumpcyjne - jada się je pod różnymi postaciami.
Co to znaczy, że został zsekwencjonowany genom?
Poznaliśmy sekwencję (układ) całego genomu chloroplastowego zasada po zasadzie. Kod genetyczny to są cztery zasady oznaczane literami A,T,G, C - w zależności od tego, jak są one ułożone, to poszczególne trzy nukleotydy kodują jeden aminokwas białka. To charakterystyczne ułożenie trójki nukleotydów powoduje, że jest kodowane białko w obrębie start i stop. To znaczy - początek produkcji i jej koniec. Oczywiście każde białko zakodowane na nici DNA ma swoją określoną wielkość. Np. koduje je 500 nukleotydów, 600 lub 3000. Jest to zawsze liczba podzielna przez 3. My poznaliśmy całą tę sekwencję.
Żeby uzyskać materiał genetyczny, trzeba mieć fragment rośliny. Czy jest obojętne, który?
Tak. Jeśli chodzi o chloroplasty, musi to być po prostu tkanka zielona, w której się one znajdują. Każda komórka roślinna posiada 3 genomy - genom jądrowy, genom mitochondrialny i genom chloroplastowy. O ile chloroplastowy jest to kwestia 100 - 200 tys. nukleotydów, to mitochondrialny ma ich miliony, a jądrowy - miliardy. Skoro chloroplastowy jest najprostszy, doszliśmy do wniosku, że możemy się porwać na jego zsekwencjonowanie.
Jaką roślinę zbadano jako pierwszą?
Genom chloroplastowy tytoniu w 1986 r. prof. Shinozaki z Japonii (Nagoia).
Czy pana badania będą miały jakieś praktyczne zastosowanie?
Tak. Mając komplet genów, które są kodowane przez genom chloroplastowy, można stworzyć mikromacierze, czyli taką bibliotek na małej płytce szklanej. Dzięki temu możemy zrobić eksperymenty pomagające w określeniu, który gen reaguje pozytywnie bądź negatywnie na np. czynniki stresowe. Czyli czy w roślinie rosnącej w słabo oświetlonym miejscu uruchamiają się bądź blokują poszczególne geny.
Planujemy rozpoczęcie takich badań, jeśli tylko dostaniemy na nie pieniądze. Sezon polowy jest krótki, a potem ogórki trzeba sztucznie doświetlać w produkcji szklarniowej lub tunelowej. Jeśli okaże się np. że w wypadku słabego nasłonecznienia blokowana jest ekspresja któregoś genu, to można by stworzyć taką konstrukcję, by zwiększyć ekspresję tego genu i ogórków nie trzeba będzie oświetlać, by dobrze rosły (transformacja chloroplastów).
Czy to już będzie żywność modyfikowana genetycznie?
Tak.
Czy hodowla mocno różni się od manipulacji genetycznej?
Tradycyjna hodowla to rzecz bardzo długotrwała i droga. Żeby uzyskać jakąś cechę, np. odporności na zimno, przenosząc ją z gatunku dzikiego do hodowlanego, trzeba kilkunastu lat, jeśli nie ma niezgodności. Bo nawet w obrębie tego samego gatunku może się zdarzy, że odmiana dzika i domowa nie będą się krzyżować. A w przypadku manipulacji genetycznej wprowadzamy tylko i wyłącznie gen, który nas interesuje, plus gen markerowy. Wprowadzony gen nadaje roślinie pożądaną cechę. Na przykład zmodyfikowany pomidor nie będzie się psuł. Mówi się, że wystarczy 15 - 20 tygodni w wypadku pomidora od wysiania nasion do uzyskania rośliny transgenicznej. Oczywiście później muszą być analizy, próby szklarniowe, polowe, żywieniowe itp. Zajmuje to w sumie kilka lat do wprowadzenia na rynek.
My też prowadzimy takie badania. Dr Szwarska otrzymała transgeniczną linię słodkawego w smaku ogórka.
Jecie państwo swoje produkty?
Są takie testy - oczywiście biorą w nich udział ochotnicy. Ponadto ogórki przyrządza się na różne sposoby. Trzeba sprawdzić, czy ten nowy wprowadzony do genomu gen nie wpłynął np. na proces kwaszenia.
Czy uprawy roślin genetycznie zmodyfikowanych mogą zachwiać równowagą ekologiczną?
Nie. Gdyby na przykład zmodyfikowane żyto dostało się do środowiska i byłoby pozbawione stosownych zabiegów pielęgnacyjnych, nie przeżyłoby na skutek konkurencji z dzikimi odmianami tej rośliny. Bo dzikie odmiany są bardzo silne. Jeśli nie chcemy jednak roślin genetycznie modyfikowanych, to alternatywą dla manipulacji genami jest właśnie transformacja chloroplastów.
Czy planujecie państwo zmierzyć się z którymś z pozostałych genomów?
Nie planujemy, jesteśmy już w trakcie. W mojej katedrze jest prof. Przybecki, który zajmuje się genomem jądrowym. Prof Przybecki pracuje nad płcią u ogórka i chce poznać geny, które nią rządzą. Dr Bartoszewski, niebawem hab. pracuje nad mitochondriami ogórka, wraz z amerykanami, którzy o to zabiegali, on ma częściową bibliotekę genomu mitochondrialnego, częściowe fragmenty są zsekwencjonowane i prawdopodobnie będzie pracował z tym dalej.
Dr hab. Wojciech Pląder z Katedry Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin SGGW w Warszawie, kierownik Międzywydziałowego Studium Biotechnologii
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A. Kup licencję
Źródło dziennik.pl
Powiązane
Zobacz
|