I ricercatori hanno pubblicato un semplice trucco che migliora l’accuratezza delle tecniche che ci aiutano a capire come le variabili esterne – come la temperatura – influenzano l’attività genetica nelle piante.
“Ci sono in realtà due contributi qui”, afferma Colleen Doherty, autrice corrispondente di un articolo sul lavoro e professore associato di biochimica molecolare e strutturale presso la North Carolina State University. “In primo luogo, stiamo aumentando la visibilità di un problema che molti di noi nella comunità di ricerca sulle piante non conoscevano, oltre a evidenziarne la soluzione. In secondo luogo, abbiamo dimostrato che affrontare questo problema può fare una differenza significativa nella nostra comprensione dell’attività genetica nelle piante”.
In questione c’è una tecnica chiamata analisi RNA-seq, che viene utilizzata per misurare i cambiamenti nell’attività genetica, ovvero quando i geni si trascrivono attivamente per produrre proteine.
“Utilizziamo l’analisi RNA-seq per valutare come le piante rispondono a vari stimoli o cambiamenti nel loro ambiente”, afferma Doherty. “È ampiamente utilizzato perché è un modo relativamente semplice ed economico per monitorare le risposte delle piante.”
Ad esempio, i ricercatori possono utilizzare l’analisi RNA-seq per vedere quali geni vengono attivati quando una pianta sperimenta condizioni di siccità, che quindi informano lo sviluppo di nuove varietà vegetali resistenti alla siccità.
Ma c’è una sfida specifica legata all’analisi RNA-seq, nella quale Doherty e i suoi collaboratori si sono imbattuti per caso.
“Stavamo monitorando il modo in cui le piante rispondono alle diverse temperature in più momenti della giornata, e i risultati che abbiamo ottenuto erano estremamente divergenti”, afferma Doherty. “All’inizio pensavamo che potessimo fare qualcosa di sbagliato. Ma quando abbiamo iniziato a esaminarlo, abbiamo appreso che è noto che gli animali e i lieviti presentano cambiamenti globali nella trascrizione basati su variabili come l’ora del giorno o la privazione di azoto”.
In altre parole, i ricercatori vogliono vedere come variabili specifiche – come l’aumento della temperatura – influenzano la trascrizione in geni specifici. Ma ci sono alcune variabili – come l’ora del giorno – che possono aumentare o diminuire la trascrizione Tutto i geni. Ciò può compromettere la capacità dei ricercatori di trarre conclusioni sulle variabili specifiche che desiderano studiare.
“Fortunatamente, abbiamo scoperto che questo problema è sufficientemente consolidato tra i ricercatori che lavorano su specie non vegetali da aver sviluppato un metodo per tenerne conto, chiamato artificial spike-in”, afferma Doherty. “Queste e tecniche simili sono state utilizzate nella scienza delle piante in altri contesti e quando si utilizzavano tecniche e tecnologie più vecchie. Ma per qualche motivo, il nostro campo non ha incorporato integratori artificiali nella nostra metodologia quando abbiamo adottato l’analisi RNA-seq”.
Gli integratori artificiali fanno uso di pezzi di RNA estraneo che sono diversi da qualsiasi cosa nel genoma della pianta, il che significa che l’RNA estraneo non verrà confuso con qualsiasi cosa produca la pianta stessa. I ricercatori introducono l’RNA estraneo nel processo di analisi all’inizio dell’esperimento. Poiché i cambiamenti globali nella trascrizione non influenzeranno l’RNA estraneo, può essere utilizzato come punto di riferimento fisso che consente ai ricercatori di determinare la misura in cui si verifica un aumento o una diminuzione complessiva dell’RNA prodotto dalla pianta stessa.
“Quando abbiamo utilizzato degli integratori artificiali per tenere conto dei cambiamenti globali nella trascrizione, abbiamo scoperto che le differenze nelle piante esposte ai cambiamenti di temperatura in diversi momenti della giornata erano in realtà ancora maggiori di quanto avevamo previsto”, afferma Doherty.
“L’integrazione artificiale ci ha fornito informazioni più accurate e una visione più approfondita di come le piante si comportano di notte, poiché abbiamo scoperto che la trascrizione globale era più elevata di notte. Prima di adottare l’uso degli inserti artificiali, ci perdevamo molto di ciò che accadeva di notte.
“Gli integratori artificiali sono una soluzione elegante a una sfida che molti di noi nella comunità di ricerca sulle piante non sapevano nemmeno che esistesse”, afferma Doherty. “Siamo ottimisti che questa tecnica migliorerà l’accuratezza dell’analisi trascrizionale nell’ampia varietà di condizioni che possono influenzare la trascrizione globale nelle specie vegetali. E questo, a sua volta, potrebbe aiutare la nostra comunità di ricerca ad acquisire nuove conoscenze sulle specie che studiamo.
“Non abbiamo sviluppato questa soluzione – gli integratori artificiali – ma speriamo davvero che riceva un uso più diffuso nella scienza delle piante”.
La carta, “Un metodo di normalizzazione che controlla l’abbondanza totale di RNA influenza l’identificazione di geni espressi in modo differenziale, rivelando pregiudizi verso le risposte espresse al mattino”, è pubblicato ad accesso libero in Il diario delle piante. Il primo autore dell’articolo è Kanjana Laosuntisuk, ricercatrice post-dottorato presso NC State. L’articolo è stato scritto da Amaranatha Vennapusa della Delaware State University; Impa Somayanda della Texas Tech University; Adam Leman del Good Food Institute; e SV Krishna Jagadish della Texas Tech University e della Kansas State University.
Il lavoro è stato svolto con il sostegno della Defense Advanced Research Projects Agency, con la sovvenzione D19AP00026; la National Science Foundation, con la sovvenzione 2210293; e il progetto di sviluppo e promozione dei talenti scientifici e tecnologici, Tailandia.
“Un metodo di normalizzazione che controlla l’abbondanza totale di RNA influisce sull’identificazione dei geni espressi in modo differenziale, rivelando pregiudizi verso le risposte espresse al mattino”
Autori: Kanjana Laosuntisuk e Colleen J. Doherty, Università statale della Carolina del Nord; Amaranatha Vennapusa, Università statale del Delaware; Impa M. Somayanda, Texas Tech University; Adam R. Leman, del Good Food Institute; SV Krishna Jagadish, Texas Tech University e Kansas State University
Pubblicato: 30 gennaio Il diario delle piante
DOI: 10.1111/tpj.16654
Fonte: Università statale del NC
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
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