よく知られたニュースとしては、 生物学者は～の遺伝子を発見した…しかし、場合によっては話がより複雑になります。 カール・プロッコ氏と同僚たちは、 CRISPR遺伝子編集ツールを使用してハエトリソウ植物を改変 で報告されているように、初めて 現在の生物学。 彼らは、トリガーヘア遺伝子を変異させることで、これらの食虫植物がどのようにして獲物の接触を感知して罠を閉じるのかを解明することを目指した。 この生物学を理解することで、多くの植物におけるシグナル伝達をより深く理解できるようになる可能性があります。
ハエトリグサは、葉を昆虫の獲物を捕まえるための罠に変えるために、いくつかの独創的な生物学を進化させました。 葉から突き出たトリガー毛は、昆虫が着地したときの感触を感知します。 これにより電気信号が発生し、数分のXNUMX秒以内にXNUMXつのローブが被害者の周りで閉じます。
Prockoらは、と呼ばれるXNUMXつの遺伝子を調べた。 ヒタキ 1 (NAIST) と 2。 遺伝子はそれに関係しているようです ハエトリグサ 信号システム。 科学者たちは、遺伝子をノックアウトすることで、その遺伝子が植物の感覚にどのように寄与しているかを調査することにしました。 遺伝子編集手法であるCRISPR-Cas9を使用することで、遺伝子を不活性化し、植物に何が起こるかを観察することができた。
最初、彼らは小さな問題に遭遇しました。 彼らはマイクロマニピュレーターに接続されたピペットを使用しました。 これを利用して、植物の引き金毛を5°から30°の間で曲げることができた。 彼らは、FLYCATCHER 1 がないと標準植物と変異体の違いを特定できないことがわかりました。この結果は問題でした。 プロッコと同僚はこう書いている。
検出可能な違いが存在しないこと フライク1 私たちの過酷な接触ベースのアッセイで突然変異体の葉が検出されたのは、トリガーヘアのたわみが感覚喪失の微妙な欠陥を克服するのに十分な大きさであるためである可能性があります。 実際、トリガーは非常に敏感で、わずか数度の角度の偏りを検出できます。 そのため、機械的刺激に応答する葉の能力をより詳細に評価するために、我々は新しい超音波ベースのアッセイを開発しました。 取り外した開いたトラップを、2 つの葉片が直径 XNUMX cm のトランスデューサー上の超音波ゲル上に置かれるように配置しました。 次に、トラップが閉じるまでピーク陰圧 (PNP) を増加させるパルス状の機械的超音波の形で機械的刺激を加えました。
プロッコ ら。 2023
結果は、 ハエトリグサ 変異したトリガーヘア遺伝子は、昆虫がそこに着地したときに依然として閉じることができました。 ただし、通常の植物と比較して、パチンと閉じるにはより強力な超音波パルスが必要でした。 これは示唆します ヒタキ 遺伝子は触覚に寄与しますが、それだけを担うわけではありません。 それよりも ヒタキ 遺伝子はトラップの信号の遺伝子であるため、関与する他の未確認遺伝子との重複があるようです。 この冗長性はパズルだ、と Procko 氏らは言う。
なぜハエトリソウは獲物の接触を検出するために複数の機械感覚イオンチャネルを必要とするのでしょうか? おそらく、機械感覚チャネル間の高レベルの冗長性は、獲物を捕獲するために必要な堅牢な感覚システムを生成するために重要です。 このシステムは、植物が生育する栄養の乏しい土壌での栄養素の獲得をサポートするために重要です。 実際、引き金の毛は非常に敏感で、アリなどの非常に小さな獲物の力に反応することができます。
プロッコ ら。 2023
これらの発見は、ハエトリソウの生物学を解明するだけでなく、 遺伝子組み換え これらのユニークな肉食動物を初めて CRISPR を使用して観察しました。 Procko 氏と同僚が、隣の研究室の科学者たちに深刻な嫌悪感を抱いていない限り、将来的により効果的なハエトリソウを開発する目的でこれを行っているとは考えにくい。 ただし、ハエトリソウのシグナル伝達の反応時間は非常に長いため、植物が周囲に対してどのように反応するかをテストするのに適しています。
記事を読む
プロッコ、C.、ウォン、WM、パテル、J.、ムーサヴィ、SAR、ダビ、T.、デュケ、M.、ベアード、L.、チャラサニ、SH、チョリー、J. (2023)食虫植物ハエトリソウにおける機械感受性イオンチャネルの変異解析" 現在の生物学、３３（１５）、ｐｐ．３２５７〜３２６４．ｅ４。 以下で入手可能です: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.048.
表紙：ハエトリソウ。 画像： Canva.
