Ilmuwan tanaman menemukan regulator sel induk tersembunyi terkait dengan pertumbuhan dan ukuran tanaman. Terobosan mereka dapat mengubah cara kita menanam makanan, bahan bakar, dan panen yang tangguh.
Sel induk tanaman memainkan peran penting dalam memproduksi makanan dunia, pakan ternak, dan bahan bakar terbarukan. Mereka adalah dasar pertumbuhan tanaman, namun banyak aspek tentang cara kerja mereka tetap menjadi misteri. Studi sebelumnya telah berjuang untuk mengidentifikasi beberapa gen kunci yang mengatur aktivitas sel induk.
Memetakan regulator pertumbuhan genetik
Untuk pertama kalinya, para peneliti di Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) telah memetakan dua regulator sel induk yang terkenal di ribuan sel pemotretan jagung dan Arabidopsis individu. Dalam prosesnya, mereka juga menemukan regulator yang sebelumnya tidak diketahui di kedua pabrik dan menghubungkan beberapa dari mereka dengan perbedaan ukuran dalam jagung. Teknik yang mereka kembangkan untuk memulihkan sel induk langka dapat diterapkan secara luas di banyak tanaman jenis.
Profesor CSHL David Jackson menjelaskan: “Idealnya, kami ingin tahu bagaimana membuat sel induk. Ini akan memungkinkan kami untuk meregenerasi tanaman lebih baik. Ini akan memungkinkan kami untuk memahami keragaman tanaman. Satu hal yang orang sangat bersemangat adalah membiakkan tanaman baru yang lebih tangguh atau lebih produktif. Kami belum memiliki daftar lengkap regulator – gene yang perlu dilakukan.
Tim Jackson mulai dengan menyelidiki dua regulator yang dipelajari secara luas, Clavata3 Dan Wuschel. Untuk mengakses sel induk, mantan peneliti postdoctoral Xiaosa Xu dengan hati -hati menghilangkan bagian kecil dari jagung dan tunas Arabidopsis. Para peneliti kemudian beralih ke perangkat “mikrofluida” untuk memisahkan sel satu per satu, mengubahnya RNA ke dalam DNAdan pasang tag yang menunjukkan identitas setiap sel.
Membangun Atlas Ekspresi Gen untuk Semua
Prosesnya, yang disebut sekuensing RNA sel tunggal, memungkinkan para peneliti untuk melihat bagaimana gen diekspresikan dalam ribuan sel sekaligus. “Hal yang hebat adalah Anda memiliki atlas ekspresi gen ini,” kata Jackson. “Ketika kami mempublikasikannya, seluruh komunitas dapat menggunakannya. Orang lain yang tertarik pada sel induk jagung atau Arabidopsis tidak perlu mengulangi percobaan. Mereka akan dapat menggunakan data kami.”
Sequencing RNA sel tunggal memungkinkan tim untuk memulihkan sekitar 5.000 Clavata3 dan 1.000 Wuschel-Kelopsi sel. Selanjutnya, mereka mengidentifikasi ratusan gen yang secara istimewa diekspresikan dalam sel induk jagung dan Arabidopsis, menunjukkan bahwa mereka mungkin penting secara evolusioner di banyak spesies tanaman. Dari sana, mereka dapat menghubungkan regulator sel induk tertentu dengan produktivitas di jagung. Tautan semacam itu suatu hari nanti dapat membantu peternak memilih strain spesifik untuk makanan, pakan ternak, atau produksi bahan bakar.
Landasan untuk Masa Depan Pertanian
“Ini adalah pengetahuan dasar yang dapat memandu penelitian untuk dekade berikutnya,” kata Jackson. “Ini dapat digunakan tidak hanya oleh ahli biologi perkembangan, tetapi ahli fisiologi, yang berpikir tentang bagaimana telinga jagung tumbuh dan bagaimana meningkatkan produktivitas, dan kemudian peternak.”
Referensi: “Pembuatan profil sel tunggal berskala besar dari sel induk mengidentifikasi regulator pengembangan pucuk dan variasi sifat menghasilkan” oleh Xiaosa Xu, Michael Passalacqua, Brian Rice, Edgar Demesa-Arevalo, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Xingyao Yuo, Benjiao, Yuai, Yuai, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, Yumiko, yumiko, Sakakibara, Jesse Gillis dan David Jackson, 26 Agustus 2025, Sel perkembangan.
Dua: 10.1016/j.devcel.2025.07.024
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
