Forskere opdager, hvordan gendæmpning virker i planter

I en banebrydende undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet "Nature Genetics" har forskere ved Plant Gene Expression Laboratory ved University of California, Riverside, afsløret de mekanistiske detaljer om gendæmpning i planter. Denne opdagelse kaster lys over en grundlæggende proces involveret i regulering af genekspression og dens potentielle anvendelser inden for landbrug og bioteknologi.

Gendæmpning, også kendt som RNA-interferens (RNAi), er en naturlig biologisk proces, der involverer undertrykkelse af genekspression ved at målrette mod specifikke RNA-molekyler. I planter medieres denne proces af små RNA'er, såsom mikroRNA'er (miRNA'er) og små interfererende RNA'er (siRNA'er), som binder til komplementære sekvenser på target messenger RNA'er (mRNA'er) og forhindrer deres translation til funktionelle proteiner.

Forskerholdet, ledet af professor Jian-Kang Zhu, fokuserede på at forstå, hvordan miRNA'er og siRNA'er genereres og indlæses i et proteinkompleks kaldet det RNA-inducerede silencing complex (RISC). Dette kompleks er ansvarligt for at genkende og spalte mål-mRNA'er og derved dæmpe genekspression.

Gennem en række detaljerede eksperimenter identificerede forskerne en nøglespiller i denne proces, et protein ved navn SDE3 (Suppressor of Gene Silencing 3), som fungerer som en gatekeeper for indlæsning af små RNA'er i RISC. De opdagede, at SDE3 specifikt interagerer med miRNA'er og siRNA'er og selektivt letter deres inkorporering i RISC, hvilket sikrer effektiv gendæmpning.

Professor Zhu forklarer betydningen af ​​dette fund:"Forståelse af mekanismen bag gendæmpning og SDE3's rolle giver ny indsigt i, hvordan planter regulerer genekspression, og hvordan vi potentielt kan manipulere denne proces til afgrødeforbedring. Ved specifikt at målrette og dæmpe uønskede gener, vi kan øge afgrødernes modstandsdygtighed over for skadedyr, sygdomme og miljøbelastninger og derved øge landbrugets produktivitet og bæredygtighed."

Desuden åbner undersøgelsen nye veje for bioteknologiske anvendelser. Evnen til præcist at kontrollere genekspression ved hjælp af RNAi-teknologi har potentialet til at udvikle nye terapeutiske strategier til at bekæmpe plantesygdomme og forbedre produktionen af ​​værdifulde plantebaserede forbindelser, såsom lægemidler og biobrændstoffer.

"Vores opdagelse udvider vores forståelse af genregulering i planter og har vidtrækkende konsekvenser for både grundforskning og praktiske anvendelser inden for landbrug og bioteknologi," slutter professor Zhu. "Med yderligere forskning kan vi udnytte kraften i RNAi til at løse betydelige udfordringer inden for plantebiologi og bidrage til global fødevaresikkerhed og bæredygtigt landbrug."