Обрыв удаляет основную основу и моделирует то, что делают рассматривающие млекопитающие, когда они едят заводы в дикой природе.Исследование, сообщил в журнале Ecology, первое, чтобы найти эту связь и проследить его до трех связанных молекулярных путей. Открытие могло привести к разработке новых методов для того, чтобы стимулировать рост завода, уменьшая потребность в инсектицидах, сказали исследователи.
«Вы думали бы, что завод или произведет много защитных химикатов, чтобы препятствовать тому, чтобы он был съеден или что это поместило бы свою энергию в перерост, будучи съеденным – но не оба, учитывая его ограниченную энергию», сказал аспирант Майлз Меса, который привел исследование с преподавателем биологии Университета Иллинойса животных Кеном Пэйджем. «Но мы нашли, что заводы, которые сверхдали компенсацию – с более высоким репродуктивным успехом, будучи поврежден – также, произвели больше защитных химикатов в тканях».Приблизительно 90 процентов травяных цветущих растений участвуют в процессе, названном эндоудвоением – дублирующий весь генетический материал в их камерах без клеточного деления, сказали исследователи.
Этот процесс увеличивает размер клетки, позволяя заводам быстро отскочить от повреждения.Каждый раунд эндоудвоения удваивает продукцию клетки. Наличие вдвое большего количества активных генов означает, что клетка может накачать больше белков, должен был выполнить клеточные задачи.Некоторые заводы умножают свои геномы снова и снова в ответ на то, чтобы быть просмотренным.
Один пример – алый gilia, завод с красными цветами, который растет в западной Северной Америке и просмотрен лосем и чернохвостым оленем. Пэйдж изучает его ответы на то, чтобы быть съеденным.«Мы видим два – и трехкратные увеличения урожая после того, как он был сокращен – в тот же самый сезон», сказал он.Пэйдж обнаружил сверхкомпенсацию и сообщил о ней в 1987, но он сказал, что почти ни один из его пэров в биологии завода не верил ему.
Идея, что быть просмотренным может увеличить репродуктивный успех некоторых заводов, парадоксальна, сказал Пэйдж. Потребовалось больше чем десятилетие для научного сообщества, чтобы принять науку; даже сегодня почти никто больше в биологии завода не изучает молекулярную биологию сверхкомпенсации.
Новое исследование сосредоточилось на Arabidopsis thaliana, члене семейства горчицы, которое часто используется в исследовании. Пэйдж и его коллеги уже определили молекулярный путь, который способствует эндоудвоению на этом заводе, наряду с важным регулятором пути эндоудвоения, молекулы под названием ILP1.Исследователи обнаружили, что, увеличивая выражение гена ILP1, они могли увеличить эндоудвоение в генетических вариантах A. thaliana, которые обычно не сверхдают компенсацию. Ведомый к большему производству семени на измененных заводах и увеличенному выражению защитных комплексов в растительных тканях, исследователи сказал.
Это возможно, потому что молекулярный путь, который вызывает эндоудвоение также, питается в два других пути: окислительный путь фосфата пентозы, для основного метаболизма и shikimate пути, который повышает противохимические защиты завода, Пэйдж, сказал.«Есть петля позитивных откликов», сказал он. «Когда Вы увеличиваете число хромосом посредством эндоудвоения, Вы увеличиваете экспрессию гена, которая увеличивает способность завода произвести больше защитных комплексов и нуклеотидов для производства ДНК, чтобы эндоудвоить снова».Новые результаты могут привести к достижениям в сельскохозяйственных урожаях и сокращениям использования пестицида, сказал Пэйдж.
Национальный научный фонд поддерживает это исследование.