Fact Sheet

Arabidopsis Genome Initiative

December 13, 2000

Tämä aineisto on saatavana ensisijaisesti arkistointitarkoituksiin. Puhelinnumerot tai muut yhteystiedot saattavat olla vanhentuneita; katso nykyiset yhteystiedot mediakontakteista.

Arabidopsis thaliana on sinappien heimoon kuuluva rikkakasvi, jonka nopea kasvusykli ja pieni koko tekevät siitä ihanteellisen koemallin kasvibiologiseen tutkimukseen. Yli 2 500 laboratoriota ja 8 000 tutkijaa ympäri maailmaa käyttävät uuden sukupolven työkaluja tämän kasvin genomin tutkimiseen ja paljastavat kaikille kasveille yhteisiä prosesseja.

Prosessi. Arabidopsis Genome Initiative (AGI) käynnistyi vuonna 1996 ja yhdisti niiden kansainvälisten ryhmien ponnistelut, jotka olivat purkaneet tämän tärkeän perimän sekvenssiä 1990-luvun alusta lähtien. Kaikkien tärkeimpien Arabidopsis-sekvensointikeskusten edustajat tapasivat elokuussa 1996 National Science Foundationin (NSF) tiloissa Arlingtonissa, VA:ssa sopiakseen yhteisestä lähestymistavasta. Yhdysvalloissa aloitettiin vuonna 1996 virastojen välinen ohjelma, jota rahoittavat NSF, Yhdysvaltain energiaministeriö ja Yhdysvaltain maatalousministeriö. Euroopan unioni, Ranskan hallitus ja Chiban prefektuurihallitus Japanissa tukevat myös AGI-tutkimusta.

Tulevaisuus. Jo genomisekvenssin lähestyessä valmistumistaan NSF aloitti Arabidopsis thalianan genomitutkimuksen seuraavan vaiheen. NSF:n uudessa 2010-hankkeessa pyritään määrittämään 25 000 Arabidopsis-geenin toiminta seuraavan vuosikymmenen aikana.

Välineet ja sovellukset. Arabidopsis-tutkijat käyttävät ja ovat kehittäneet erilaisia työkaluja, mm:

  • Synteettisiä DNA-markkereita genomin kartoittamiseen
  • Hyödyllisten Arabidopsis-mutanttien kokoelmia
  • Erikoistuneita tekniikoita Arabidopsis-geenien muuntamiseen
  • Bioinformatiikkaa. työkalut, jotka hyödyntävät viimeisimpiä tietojenkäsittely- ja verkko-ominaisuuksia
  • Geettisten karttojen kokoelmat

Kaikki nämä työkalut antavat tutkijoille mahdollisuuden systemaattisesti tutkia Arabidopsiksen genomia, mikä johtaa sen sekvenssin valmistumiseen, monien yksittäisten geenien toimintojen tunnistamiseen ja kasvien käyttäytymisen parempaan ymmärtämiseen yleensä. Arabidopsis-tutkimukset ovat parantaneet ymmärrystämme taudinkestävyydestä, juurten kehityksestä ja muista tärkeistä kasviprosesseista. Koska tämän tutkimuksen tahti on erittäin nopea, seuraavat kohokohdat eivät ole mitenkään kattavia.

Tautien vastustuskyvyn parantaminen. Tietyt viljelykasvilajikkeet ovat vastustuskykyisempiä kuin toiset tiettyjä virus-, bakteeri- tai sienipatogeeneja vastaan. Taudinkestävyyden saavuttaminen on useimpien kasvinjalostusohjelmien päätavoite, mutta tällaisten hybridien tuottaminen on aikaa vievää verrattuna geneettiseen muunteluun. Arabidopsiksen taudinkestävyysgeenin RPS2:n molekyylikloonaus on lisännyt merkittävästi ymmärrystämme siitä, miten tämä geeni ja sen kaltaiset geenit toimivat taloudellisesti tärkeissä kasveissa.

Understanding Photosensitivity. Arabidopsista analysoimalla tutkijat ovat osoittaneet, että kasvit reagoivat valoon integroimalla erilaisia tulosignaaleja monimutkaisen geneettisen verkon kautta. Kloonatut geenit paljastivat sinisen valon reseptorin aiemmin havaitsemattoman kemiallisen luonteen Arabidopsiksessa, mikä viittaa tällaisen mekanismin olemassaoloon fysiologisten vasteiden käynnistämiseksi korkeammissa kasveissa. Tämä voisi johtaa kasveihin, jotka pystyvät kasvamaan vähemmällä valolla.

Creating Healthier Edible Oils. Arabidopsiksen öljyjen synteesiä ohjaavat geenit ovat läheistä sukua kaupallisten viljelykasvien vastaaville geeneille. Tätä sukulaisuutta hyödynnetään sellaisten kasvien tuottamiseksi, joilla on terveellisempiä ruokaöljyjä. Noin kolmannes ruokavaliomme kaloreista on peräisin soija- tai muista kasviöljyistä. Useimmat kasviöljyt eivät kuitenkaan sovellu ravinnoksi, koska ne ovat erittäin monityydyttymättömiä. Arabidopsiksen rasvahappogeeneillä on vastineita soijapavussa, rapsissa ja useissa muissa öljykasveissa.

Biohajoavien muovien valmistus. Arabidopsiksen perimän sekvenssi voi johtaa uusiin biohajoaviin muoveihin. Tutkijat ovat tuoneet Alcaligenes eutrophus -bakteerin geenejä Arabidopsikseen, mikä saa aikaan biohajoavan muovin (polyhydroksibutyraatti eli PHB) kertymisen. Koska jopa 20 prosenttia muunnetun kasvin kuivapainosta on PHB:tä, useat yritykset ovat aloittaneet ohjelmat tällaisten muovia tuottavien viljelykasvien kehittämiseksi.

Vihannesten ja hedelmien tekeminen halvemmiksi ja kestävämmiksi. Kaasu etyleeni vaikuttaa kasvien kasvuun ja kehitykseen. Maatalousteollisuus käyttää sitä hedelmien ja vihannesten kypsymisen ja kukkien vanhenemisen ohjaamiseen. Estämällä kasveja tuottamasta etyleeniä tai reagoimasta siihen tutkijat voisivat kehittää kasveja, jotka kypsyvät nopeammin tai hitaammin halutulla tavalla. Arabidopsis-geeni välittää etyleenin biologisia vaikutuksia, ja tutkijat ovat eristäneet mutanttimuodon, joka voisi tehdä kasveista täysin vastustuskykyisiä kaasulle. Tämä voisi merkittävästi hidastaa hedelmien kypsymisnopeutta ja kukkien kuihtumista, jolloin ne pysyisivät tuoreina pidempään.

Eroosionkestävyyden parantaminen. Arabidopsiksen juuristo on malli, jonka avulla voidaan tutkia, miten nämä kasvien elimet muodostuvat. Tutkijat ovat löytäneet erilaisia Arabidopsiksen geneettisiä mutaatioita, jotka vaikuttavat juurten kehitykseen ja määrittävät, ovatko kasvit vastustuskykyisiä maaperän eroosiota vastaan.

Understanding How Plants Flower. Kukkien kasvu alkaa meristemiksi kutsutun kasvin muodostavan kudoksen kehittymisellä, joka voi haarautua muodostaen useita kukka-meristemejä, joista jokaisella on erillinen kukka. Arabidopsis-tutkimus on osoittanut, että meristemigeenien välinen vuorovaikutus sanelee kukkaelinten, kuten terälehtien, verholehtien ja heteiden, kasvun.

-NSF-

Katso myös: List of Arabidopsis links.

Suoratoistovideo Arabidopsiksen genomisekvenssistä, ks: http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
Lisätietoa NSF 2010 -hankkeesta, ks: http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Media Contacts
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, email: [email protected]

Yhdysvaltojen kansallinen tiedesäätiö (National Science Foundation) vie kansakuntaa eteenpäin edistämällä perustutkimusta kaikilla tieteen ja tekniikan aloilla. NSF tukee tutkimusta ja ihmisiä tarjoamalla tiloja, välineitä ja rahoitusta, joilla tuetaan heidän kekseliäisyyttään ja ylläpidetään Yhdysvaltojen maailmanlaajuista johtavaa asemaa tutkimuksessa ja innovoinnissa. NSF:n budjetti varainhoitovuodelle 2021 on 8,5 miljardia dollaria, ja NSF:n varat saavuttavat kaikki 50 osavaltiota myöntämällä apurahoja lähes 2 000 korkeakoululle, yliopistolle ja laitokselle. NSF vastaanottaa vuosittain yli 40 000 kilpailukykyistä ehdotusta ja myöntää noin 11 000 uutta avustusta. Myönnetyt apurahat sisältävät tukea teollisuuden kanssa tehtävään yhteistyöhön perustuvaan tutkimukseen, arktisen alueen ja Etelämantereen tutkimukseen ja toimintaan sekä Yhdysvaltojen osallistumiseen kansainvälisiin tieteellisiin ponnisteluihin.

sähköpostikuvake Get News Updates by Email

Connect with us online
NSF:n verkkosivut: nsf.gov
NSF:n uutiset: nsf.gov/news
Uutismedialle: nsf.gov/news/newsroom
Tilastot: nsf.gov/statistics/
Palkintotietokanta: nsf.gov/awardsearch/

Seuraa meitä sosiaalisessa mediassa
Twitter: twitter.com/NSF ja twitter.com/NSFspox
Facebook: facebook.com/US.NSF />Instagram: instagram.com/nsfgov