게시 및 게시 날짜 : 2012/11/19

바카라 족보의 높이, 잎 및 과일 크기를 결정하는 메커니즘 이해

-3 개의 단백질의 균형은 바카라 족보 세포 성장을 조절합니다-

포인트

  • 바카라 족보 세포 확장을 조절하는 3 가지 유형의 단백질 식별
  • 세 가지 유형의 단백질이 각 기능을 길항 적으로 억제하는 새로운 메커니즘을 풀기
  • 신장, 잎 크기 및 과일 모양이 변경된 새로운 작물 품종 및 원예 품종의 발달 예상

요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")생물학 프로세스 연구 부서[연구 부장 Kamagata Yoichi] 연구원 Takagi Yu, Plant Function Control Research Group 및 Higuchi (Ikeda) Miho (RPD, Special Researcher, Science의 홍보를위한 일본 학회)는 바카라 족보 세포의 길이가 3 가지 유형의 단백질화에 의해 조절된다고 밝혔다

바카라 족보 세포의 길이는 높이, 바카라 족보 높이 및 잎과 과일의 크기에 직접 영향을 미칩니다 이번에는 바카라 족보에는 두 가지 유형의 단백질이 있습니다 (pre1,ACE) 및 신장을 억제하는 한 가지 유형의 단백질 (atibh1)가 존재하는 것으로 밝혀졌습니다 ACE는 세포 신장을 직접 일으키는 것으로 밝혀졌지만, ATIBH1은 ACE를 억제하여 신장을 억제하고, Pre1은 ATIBH1을 억제함으로써 간접적으로 신장을 촉진한다 이 세 가지 사이의 균형은 세포의 최종 길이를 결정합니다

이 단백질은 다중 유전자의 기능 조절에 관여합니다전사 조절기이러한 전사 조절제를 사용함으로써 바카라 족보 나무 높이, 바카라 족보 높이, 잎 및 과일 크기, 꽃 모양 및 바카라 족보 모양을 수정할 수 있으며, 농업 작업 효율성 향상, 바이오 연료 생산을위한 대형 작물 개발, 희귀 한 원예 작물 개발과 같은 많은 분야에 적용될 것으로 예상됩니다

이 연구에 대한 자세한 내용은 미국 과학 저널 "바카라 족보 세포"에 게시 됨

바카라 족보에 대한 세포 길이 차이의 영향 (Arabid Thaliana)
바카라 족보에 대한 세포 길이의 차이의 영향 (사진은 애기 장대

연구의 사회적 배경

바카라 족보은 중요한 자원이며 오랫동안 식품, 의류 및 주택 재료로 사용되어 왔으며 원예 바카라 족보로서 사람들에게 치유의 원천이되었습니다 또한, 바카라 족보 유래 의약품 및 중국 허브 의약품, 바이오 연료 및 산업 재료와 같은 재료는 최근 몇 년 동안 주목을 끌고 있으며 그 용도가 점점 인기를 얻고 있습니다 그들의 요구에 맞게 바카라 족보의 외관과 크기를 수정하면 생산 효율성이 높아집니다

이 배경에서 바카라 족보 세포의 길이는 나무 높이, 바카라 족보 높이, 잎 크기 등에 직접 영향을 미치므로 오랫동안 주변에있었습니다번식의 중요한 지점으로 연구되었습니다 그러나, 일일, 온도, 물 및 영양 비율을 포함하여 세포의 길이를 결정하는 다양한 환경 적 요인이 있으며, 바카라 족보이 이러한 환경 조건을 포괄적으로 판단하고 궁극적으로 세포의 길이를 결정하는 방법을 명확하게 밝히지 않았습니다

연구 이력

AIST는 산업 재료, 제약, 식품 생산 등에 적용하는 것을 목표로 바카라 족보 유전자, 특히 많은 유전자의 기능을 종합적으로 조절하는 전사 조절제를 연구하고 있습니다키메라 리프레더 소음 소음 방법 (CRES-T 메서드)건설전사 조절기 라이브러리이미 전 세계 여러 국가의 다양한 기본 및 응용 전사 조절 요인을 분석하는 데 이미 일반적인 도구로 사용되었습니다 AIST는 범용 도구를 개발하는 것 외에도 바카라 족보 모양, 크기 및 재료 생산과 같은 다양한 현상에 관여하는 개별 전사 조절제에 대한 연구를 수행하고 있습니다 이번에는 바카라 족보 세포 연장을 조절하는 메커니즘에 대한 연구를 수행했습니다

이 연구는 과학 촉진을위한 일본 협회의 보조금으로 수행되었습니다 특수 연구원의 인센티브 펀드 "일반적으로 작물에 적용 할 수있는 분기, 왜소 및 분화 기능을 통제하는 전사 요인의 격리 및 사용" ""

연구 컨텐츠

바카라 족보은 햇빛, 온도, 물 및 영양 비율을 포함한 광범위한 환경 조건에 반응하고 태양 또는 그늘과 같은 적절한 모양으로 자라는 세포 확장을 조절합니다 또한, 계절에 따라 세포가 성장하는 성장의 차이는 봄에 자라는 새싹과 같은 계절에 따라 계절에 따라 성장 차이와 관련이 있으며, 어린 바카라 족보의 성장과 같은 성장의 차이는 잘 자라지 만 나이가 들면서 거의 자라지 않습니다 또한, 바카라 족보 세포 연장은 단순한 성장뿐만 아니라 꽃이 타거나 넘어 질 때 개화 또는 회전과 같은 바카라 족보의 중요한 기능과 관련이 있습니다 (그림 1)

X- 선 특성에 대한 초전도 X- 선 검출기의 에너지 분해능을 감지하는 예와 SIC의 미량 도포판 N 예제의 다이어그램
그림 1 바카라 족보 세포 확장과 관련된 현상의 예

이번에는 모델 공장입니다Arabi Thaliana: 세포를 연장하는 역할을하는 2 가지 유형의 전사 조절 인자 (pre1, ACE)와 세포 확장을 억제하는 한 유형의 전사 조절 인자 (ATIBH1)로부터 확인되었다 3 개의 전사 조절제 모두는 세포의 수를 크게 변화시키지 않았으며 세포 신장 만 조절하는 인자였다 이 중 Ace는 세포를 직접 확장합니다효소 유전자의 기능을 활성화하는 기능이있었습니다 셀 연장을 유발합니다 한편, ATIBH1은 ACE에 결합하여 그의 기능을 억제하여 세포 연장을 억제한다 pre1은 ATIBH1에 결합하여 ATIBH1의 기능을 방해하여 ACE의 기능이 억제되는 것을 방지하여 세포 연장을 촉진합니다 ACE, ATIBH1 및 PRE1에 의한 이러한 길항 적 억제 메커니즘은 Tri-Antagornistic BHLH 시스템으로 지명되었다 무화과 도 2는 메커니즘의 이미지를 보여준다 인간에게는 두 가지 요인 사이의 유사한 적대적 억제 메커니즘이보고되었지만, 지금까지 동물과 바카라 족보에서는 세 가지 요인에 의한 길항 적 억제 메커니즘이보고되지 않았으므로 새로운 조절 메커니즘이되었습니다

이번에 발견 된 세 가지 유형의 전사 조절제 중에서, Pre1은 줄기, 어린 나뭇잎 및 어린 과일의 끝 부분에 풍부하지만 ATIBH1은 뻣뻣한 줄기, 오래된 잎 및 더 큰 과일의 아래쪽에 풍부합니다 이것은 Pre1, ATIBH1 및 ACE의 세 가지 요소에 의한 적대적 억제 메커니즘이 바카라 족보 성장의 각 단계에서 다양한 세포의 신장을 조절할 수 있음을 시사한다


XAFS 스펙트럼 다이어그램
그림 2 바카라 족보의 세포 확장을 제어하는 Tri-Antagonistic BHLH 시스템

미래 계획

앞으로, 우리는 Pre1, Atibh1 및 Ace의 기능을 부분적으로 향상 시키거나 억제하여 바카라 족보의 높이, 잎, 꽃, 과일 크기 등을 수정하고 실제 작물 육종에 적용하는 기술을 개발하려고 시도 할 것입니다 또한,이 세 가지 요소 자체의 조작은 바카라 족보의 외관뿐만 아니라 신진 대사도 변화 할 것으로 예상됩니다 우리는 대사 시스템에 미치는 영향에 대한 연구 개발을 계속하고 싶습니다


터미널 설명

◆ Pre1, Ace, Atibh1
아라비돕시스에서 발견 된 세 가지 유형의 단백질의 이름 두 단백질은 BHLH라는 단백질의 한 유형이며, 전화 코드와 같은 나선 구조를 특징으로하며, ATIBH1은 각각 ACE 및 Pre1에 결합하기 위해이 나선 구조를 사용합니다 각,PAclobutrazolresistance1 (pre1),activator forCeLongation (Ace),aRabidopsistHalianaili1BInding BhlH1(ATIBH1)에 대한 약어[참조로 돌아 가기]
◆ 전사 조절기
다른 유전자의 기능을 제어하는 관리 유전자 그것은 표적 유전자 (DNA 정보를 RNA로 복사하는 반응)의 전사를 직접 제어하고, 단일 전사 조절제는 일반적으로 다중 유전자의 기능 조절에 관여한다 기능을 비활성화하는 표적 유전자 및 억제제의 기능을 활성화시키는 활성화 제가있다[참조로 돌아 가기]
◆ 번식
새롭고 유용한 품종을 만들기위한 목적에 맞게 살아있는 유기체의 특성을 수정하는 방법 바카라 족보에서 번식 목적의 전형적인 예로는 맛, 색 및 해충에 대한 저항성 개선이 포함됩니다 과거에는 품종을 좋은 특성으로 교차하는 데 사용되었지만 최근 몇 년 동안 유전자 연구의 결과도 점점 더 많이 사용되고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Chimeric Repressor Silencing Method (CRES-T Method)
2003 년 AIST가 바카라 족보 유전자의 기능을 불 활성화시키기 위해 개발 한 새로운 기술 전사 조절기 단백질의 끝을 가공하고 이들을 사용함으로써, 표적 유전자의 기능은 효과적으로 중지된다
CRES-TCHimericrePressorSileningt반향에 대한 약어[참조로 돌아 가기]
◆ 전사 조절기 라이브러리
다양한 유전자로서 전사 조절제를위한 유전자 만 수집되어 유전자 연구에 유용합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Arabi Thaliana
Arabidopsis 속의 연간 바카라 족보, Brassica, Thaliana 속, 가족 과학 이름은Arabidopsis thaliana그것의 모양은 유채의 모양과 비슷하지만 매우 작습니다 그것은 바카라 족보 연구를위한 모델 유기체로 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 효소 유전자
유기체의 신체 내에서 발생하는 화학 반응을 촉진하는 단백질 (효소)의 유전자[참조로 돌아 가기]


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