Ahli biologi Sepanyol telah menemui rantai gen yang menghubungkan gen pertumbuhan tumbuhan dan "bioclock", dan mengubah kerjanya dalam DNA relatif kubis sehingga ia mulai tumbuh sepanjang hari dan malam, menurut sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Current Biology.
Kami mendapati bahawa protein PRR bertanggung jawab bukan hanya untuk jam dalaman tanaman, tetapi juga untuk penindasan gen yang berkaitan dengan pertumbuhannya. Sekarang kita tahu bagaimana bioritma mempengaruhi pertumbuhan tanaman, yang sangat penting dari sudut pandang agronomi,”kata Guiomar Martín dari Pusat Genomik Pertanian di Barcelona, Sepanyol.
Gen yang menentukan irama harian tubuh manusia telah dikenal pasti pada tahun 90an abad yang lalu. Gen serupa terdapat di genom semua tumbuhan dan haiwan. Bahagian DNA ini mengawal banyak proses - masa tidur dan terjaga, pembukaan bunga, pencarian makanan dan fenomena berkala lain dalam kehidupan makhluk hidup.
Para saintis telah sekian lama berusaha untuk mencari kawasan DNA yang menghubungkan bioritme dan gen pertumbuhan dalam genom perwakilan flora, kerana penemuan mereka akan mewujudkan jenis tanaman pertanian yang "tumbuh" dan menyelesaikan masalah kelaparan. Martin dan rakan-rakannya mengambil langkah pertama untuk menyelesaikan masalah ini dengan membuat "varietas" pertama Arabidopsis thaliana, saudara liar kubis, dengan pengubahsuaian DNA yang serupa.
Arabidopsis, seperti banyak tanaman lain, tumbuh dengan panjang terutamanya pada waktu subuh, ketika tahap kelembapan di tanah dan udara adalah optimum untuk pertumbuhan, dan hampir tidak berubah pada siang hari dan pada separuh pertama malam. Pertumbuhannya "diatur" oleh gen dan protein PIF, yang molekulnya merosot di bawah pengaruh cahaya dan berkumpul di sel tumbuhan pada waktu malam. Para saintis telah bertanya-tanya selama beberapa tahun mengapa PIF menjadikan batang Arabidopsis tumbuh hanya pada waktu subuh, walaupun fakta bahawa kepekatannya menjadi tinggi segera setelah matahari terbenam.
Dua tahun lalu, Martin mencatat, rakan-rakannya di pusat itu menemui hubungan yang tidak biasa antara kepekatan PIF dan protein lain, molekul PRR1, salah satu daripada banyak komponen bioclock tumbuhan. Ketika proporsi PRR1 dalam sel tumbuhan setinggi mungkin, "isyarat pertumbuhan" hampir tidak ada di dalamnya, dan sebaliknya - ketika molekul PIF ada di dalam sel, aktivitas "bioclock" dikurangkan secara maksimal.
Dengan menggunakan penemuan rakan sekerja, Martin dan pasukannya berusaha untuk mengetahui rantai gen mana yang dikendalikan oleh PIF dan PRR1, dan berusaha mencarinya dengan memerhatikan perubahan tahap aktiviti gen yang berlainan pada waktu yang berlainan dalam sehari.
Ternyata, hanya satu gen, CDF5, yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan batang Arabidopsis, yang kerjanya merangsang PIF dan menekan PRR1 dan sejumlah protein dan gen lain yang berkaitan dengan fungsi bioritma tumbuhan. Ketika para saintis mengubah struktur CDF5, Arabidopsis mulai tumbuh sepanjang hari, kerana panjang batang tanaman GMO itu kira-kira 1.5-2 kali lebih lama daripada kerabat liarnya.
Video promosi:
Ahli genetik menunjukkan bahawa bioclock mengawal kerja gen lain dengan cara yang serupa, yang bertanggungjawab untuk pertumbuhan batang, akar, buah dan bunga. Mengubahnya akan meningkatkan hasil tanaman dan menjadikan flora sebagai sumber biomas yang lebih menarik untuk pengeluaran bahan bakar dan kimia.
