National Science Foundation – Where Discoveries Begin

Folie informativă

13 decembrie 2000

Acest material este disponibil în principal în scopuri arhivistice. Este posibil ca numerele de telefon sau alte informații de contact să nu mai fie actuale; vă rugăm să consultați informațiile de contact actuale la contacte media.

Arabidopsis thaliana este o buruiană din familia muștarului, al cărei ciclu rapid de creștere și dimensiuni reduse o fac un model experimental ideal pentru cercetarea în domeniul biologiei plantelor. Peste 2.500 de laboratoare și 8.000 de oameni de știință din întreaga lume folosesc o nouă generație de instrumente pentru a cerceta genomul acestei plante, dezvăluind procese comune tuturor plantelor.

Procesul. Inițiativa Genomului Arabidopsis (AGI) a început în 1996, unificând eforturile echipelor internaționale care au decodificat această importantă secvență a genomului încă de la începutul anilor 1990. Reprezentanții fiecăruia dintre principalele centre de secvențiere a Arabidopsis s-au întâlnit în august 1996 la National Science Foundation (NSF) din Arlington, VA, pentru a conveni asupra unei abordări colaborative. În SUA, în 1996 a început un program inter-agenții cu fonduri de la NSF, Departamentul de Energie al SUA și Departamentul de Agricultură al SUA. Uniunea Europeană, Guvernul Franței și Guvernul Prefecturii Chiba din Japonia sprijină în mod similar cercetarea AGI.

Viitorul. Chiar în timp ce secvența genomului se apropia de finalizare, NSF a început următoarea fază a cercetării genomului Arabidopsis thaliana. Noul proiect 2010 al NSF urmărește să determine funcțiile a 25.000 de gene Arabidopsis în următorul deceniu.

Instrumente și aplicații. Cercetătorii Arabidopsis folosesc și au dezvoltat o varietate de instrumente, inclusiv:

• Markere sintetice de ADN pentru cartografierea genomului
• Colecții de mutanți utili de Arabidopsis
• Tehnici specializate pentru transformarea genelor de Arabidopsis
• Bioinformatică. instrumente care valorifică cele mai recente capacități informatice și de rețea
• Colecții de hărți genetice

Toate aceste instrumente permit oamenilor de știință să disece sistematic genomul Arabidopsis, conducând la finalizarea secvenței sale, la identificarea funcțiilor multor gene individuale și la o mai bună înțelegere a comportamentului plantelor în general. Studiile asupra Arabidopsis au îmbunătățit înțelegerea noastră privind rezistența la boli, dezvoltarea rădăcinilor și alte procese importante ale plantelor. Deoarece ritmul acestor cercetări este extrem de rapid, următoarele repere nu sunt în niciun caz exhaustive.

Îmbunătățirea rezistenței la boli. Anumite soiuri de culturi sunt mai rezistente decât altele la anumiți agenți patogeni virali, bacterieni sau fungici. Obținerea rezistenței la boli este un obiectiv major al majorității programelor de ameliorare a plantelor, dar producerea unor astfel de hibrizi necesită mult timp în comparație cu modificarea genetică. Clonarea moleculară a unei gene de rezistență la boli a Arabidopsis numită RPS2 a contribuit semnificativ la înțelegerea modului în care funcționează această genă și altele similare la plantele importante din punct de vedere economic.

Înțelegerea fotosensibilității. Analizând Arabidopsis, oamenii de știință au arătat că plantele răspund la lumină prin integrarea diferitelor semnale de intrare printr-o rețea genetică complexă. Genele clonate au dezvăluit natura chimică nedetectată anterior a unui receptor al luminii albastre la Arabidopsis, sugerând existența unui astfel de mecanism de declanșare a răspunsurilor fiziologice la plantele superioare. Acest lucru ar putea duce la plante capabile să crească cu mai puțină lumină.

Crearea de uleiuri comestibile mai sănătoase. Genele care ghidează sinteza uleiurilor în Arabidopsis sunt strâns legate de astfel de gene din culturile comerciale. Această relație este exploatată pentru a produce plante cu uleiuri comestibile mai sănătoase. Aproximativ o treime din caloriile din alimentația noastră provin din soia sau din alte uleiuri vegetale. Cu toate acestea, majoritatea uleiurilor vegetale nu sunt potrivite pentru alimentație, deoarece sunt foarte polinesaturate. Genele de acizi grași din Arabidopsis au omologi în soia, canola și alte câteva culturi oleaginoase.

Fabricarea de materiale plastice biodegradabile. Secvența genomului Arabidopsis ar putea duce la obținerea de noi materiale plastice biodegradabile. Oamenii de știință au introdus gene de la bacteria Alcaligenes eutrophus în Arabidopsis, determinând acumularea unui plastic biodegradabil (polihidroxibutirat sau PHB). Cu până la 20 la sută din greutatea uscată a plantei modificate alcătuită din PHB, mai multe companii au început programe de dezvoltare a unor astfel de culturi producătoare de plastic.

Making Vegetables and Fruits Cheaper and Hardier. Gazul etilenă afectează creșterea și dezvoltarea plantelor. Industria agricolă îl folosește pentru a controla coacerea fructelor și legumelor și îmbătrânirea florilor. Împiedicând plantele să producă sau să reacționeze la etilenă, oamenii de știință ar putea dezvolta culturi care să se coacă mai repede sau mai încet, după cum se dorește. O genă Arabidopsis mediază efectele biologice ale etilenei, iar cercetătorii au izolat o formă mutantă care ar putea face plantele complet rezistente la acest gaz. Acest lucru ar putea încetini semnificativ ritmul de coacere a fructelor și de ofilire a florilor, menținându-le proaspete mai mult timp.

Îmbunătățirea rezistenței la eroziune. Sistemul radicular al Arabidopsis este un model pentru studierea modului în care se formează aceste organe ale plantelor. Oamenii de știință au descoperit o varietate de mutații genetice ale Arabidopsis care afectează dezvoltarea rădăcinilor și determină dacă plantele sunt rezistente la eroziunea solului.

Înțelegerea modului în care plantele înfloresc. Creșterea florală începe cu dezvoltarea țesutului formativ al plantei numit meristem, care se poate ramifica pentru a forma mai multe meristeme florale, fiecare cu o floare separată. Cercetările asupra Arabidopsis au arătat că interacțiunea dintre genele meristemului dictează creșterea organelor florale, cum ar fi petalele, sepalele și staminele.

-NSF-

Vezi, de asemenea: List of Arabidopsis links.

Pentru o înregistrare video în streaming despre secvența genomului Arabidopsis, a se vedea: http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
Pentru mai multe informații despre proiectul NSF 2010, a se vedea: http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Contacte media
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, e-mail: [email protected]

Fundația Națională pentru Știință a SUA propulsează națiunea înainte prin promovarea cercetării fundamentale în toate domeniile științei și ingineriei. NSF sprijină cercetarea și oamenii prin furnizarea de facilități, instrumente și finanțare pentru a susține ingeniozitatea acestora și pentru a susține SUA ca lider global în cercetare și inovare. Cu un buget pentru anul fiscal 2021 de 8,5 miliarde de dolari, fondurile NSF ajung în toate cele 50 de state prin intermediul subvențiilor acordate la aproape 2.000 de colegii, universități și instituții. În fiecare an, NSF primește mai mult de 40.000 de propuneri competitive și acordă aproximativ 11.000 de noi premii. Aceste premii includ sprijin pentru cercetare în cooperare cu industria, cercetare și operațiuni în Arctica și Antarctica, precum și participarea SUA la eforturile științifice internaționale.

Obțineți noutăți prin e-mail

Conectați-vă cu noi online
Site-ul NSF: nsf.gov
Știri NSF: nsf.gov/news
Pentru presa de știri: nsf.gov/news/newsroom
Statistici: nsf.gov/statistics/
Baza de date a premiilor: nsf.gov/awardsearch/

Să ne urmăriți pe rețelele de socializare
Twitter: twitter.com/NSF și twitter.com/NSFspox
Facebook: facebook.com/US.NSF />Instagram: instagram.com/nsfgov