Script: http://www.iitk.ac.in/infocell/iitk/newhtml/storyoftheweek30.htm

Növény-parazita fonálférgek – ellenség a föld alatt

Miközben vonattal vagy úton, akkor lehet, hogy észre mezőgazdasági területek foltokkal satnya növények, mint például az 1. ábrán Tudni, mi a baj ezekkel a növények? Valószínűleg, a satnya növényeket megfigyelt szenvedett fertőzés által egy vagy több különböző apró kerek férgek nevezett nematódák. Fonálférgek megjelent mintegy 700 millió évvel ezelőtt, és ők most a legnagyobb számban az összes élőlények, elfoglal minden élőhelyet. Több faj Ezek a kerek férgek élősködnek sokféle organizmusok köztük számos fontos haszonnövényekre, szarvasmarha és ember. Ahhoz, hogy egy ötlet a siker, mint a parazitákat, hogy ezt a közel fele az emberi népesség szenved fonalféreg fertőzés valamikor élete során időt, és az egész világra kiterjedő mezőgazdasági veszít több mint US $ 100.000.000.000 ezekre férgek!

Annak ellenére, hogy óriási hatással van a fonalférgek életünkben még nem hatékony és biztonságos módszer, hogy ellenőrizzék őket. Még nem sokat fejlődött megértése felé, hogy a biológia sem. Az egyik fő akadály az ő parazita életmód. Mivel szükség van a fogadó a takarmány és szaporodni, megpróbálja növekedni őket a laboratóriumban nem volt sikeres eddig. Ez súlyosan korlátozott vizsgálatokra támaszkodni a hagyományos biokémiai és genetikai eszközökkel – a két leggyakoribb típusú eszközök biológusok foglalkoztat gének azonosítására felelős minden biológiai folyamat.

Fonálférgek: An introduction

Mik fonálférgek? Amint azt korábban már említettük, ezek a kerek férgek, de nagyon különböző, biológiailag, a földigiliszta, hogy lehet, hogy ismeri. Ellentétben a földigiliszta, amely egy szegmentált test, fonalférgek nincs szegmensekre. Egyszerűen fogalmazva, a test, amely általában átlátszó, két cső – belek és a gonádok – belül egy harmadik csövet, a külső kutikula és a bőrt. Ezen kívül ők is rendelkeznek ideges, kiválasztó és kemoszenzoros rendszerek. Méretük tól kevesebb, mint egy milliméter, hogy körülbelül egy méter, és tartalmaz egy meghatározott számú sejteket.

Nem minden fonalférgek paraziták. Például a széles körben alkalmazott kísérleti modellt Caenorhabditis elegans egy szabadon élő talaj fonalféreg (2. ábra). Számos jellemzője ennek rendkívül kicsi (fej-farok hossza – 1 mm) féreg, hogy ez egy ideális modell organizmus különböző kísérleti vizsgálatok. A felnőtt szervezetben minden C. elegans féreg tartalmaz pontosan 959 sejteket. Ezek a sejtek merülnek fel pontosan azonos módon minden egyik az embriók alábbi invariáns mintázata sejtosztódást. Körülbelül 2,5 napig egy újonnan megállapított embrió fejlődni egy felnőtt él, hogy körülbelül 17 nap. Elsősorban táplálkozó talaj baktériumok, minden felnőtt féreg termel mintegy 300 utódokat. A genetikai információ tartalma 30-szor kisebb, mint az ember. Mivel felülvizsgálata hatalmas mennyiségű irodalom áll rendelkezésre a biológiai C. elegans túlmutat ennek a cikknek, én szorítkozom itt csak a közelmúlt egyik jelentősebb fejlődés központi szerepet játszik a munkánkban élősködő fonálférgek.

Mielőtt folytatnánk a történetet fonálférgek, vessünk egy rövid kitérőt a molekuláris biológia ismerkednünk a központi dogmája a biológia: a genetikai információ – a szükséges információkat a kialakulását és működését élőlények – van kódolva a DNS molekulákat. Ez a genetikai kód terner: DNS olyan polimer, amely négy különböző monomerek nevezett röviddel az A, T, G és C sorrendben, vagy szekvencia, e négy monomerek egy adott DNS-szegmens egy egyedülálló genetikai információt. Például a genetikai üzenet tartalmazza a szekvencia GAATTC eltér az egyik a AAGCTT. A genetikai információt első átírt DNS-t egy másik típusú molekulák úgynevezett mRNS-ek, amelyek aztán használt szintézis egy harmadik különböző biomolekulák nevezett fehérjéket. A legtöbb biológiai funkciók végzi fehérjéket. Olyan DNS-szegmens, amely tartalmaz egy egyetlen genetikai üzenet hívják, mint a gént. Leggyakrabban, a gén jelenti az információt előállítani egy fehérje. A sejt DNS létezik egy kettős szálú formában, ahol az A egy szál kölcsönhatásba lép a T a másik szál és G C. Ez az AT és a GC párosítás lehetővé teszi számunkra, hogy megjósoljuk a szekvencia egyik szálának a másik szál . Ugyanezt az elvet alkalmazzuk a mi sejtek másolni a genetikai információ valamint átírni gének előállítására mRNS-ek, amelyek egyszálú.

RNS által közvetített interferencia

Most vissza a férgek: Tűz és munkatársaival, dolgozó osztálya embriológia a Carnegie Institution of Washington, Baltimore-ban, megfigyelhető, hogy a befecskendezése C. elegans kettős szálú RNS (dsRNS), amely megfelel valamelyik génjeinek kifejezetten kimerült az mRNS-molekulák átíródott, hogy gén [1]. Hiányában a mRNS, a megfelelő fehérje nem termelődik, és ezért ez végső soron azt eredményezi, a funkciójának elvesztése a megcélzott gén. Ezt a jelenséget nevezik, mint az RNS-közvetített interferencia vagy röviden RNSi. A sejtek a szervezetek, például nematódák, a növények és az emberi nem termelnek dsRNS. Azonban sok vírus előállítására dsRNS. Így az RNSi gép úgy tűnik, hogy fejlődött, mint egy védekező mechanizmus vírusok ellen. A tudósok kihasználva RNSi mint egy hatékony eszköz, hogy megzavarják a funkciók specifikus gének feltárni azok funkcióit. Mivel az eredeti felfedezése a C. elegans, RNSi figyeltek meg számos más organizmusok is [2]. Most, hogy a teljes DNS-szekvencia (genom) áll rendelkezésre sok organizmusok, RNSi lehet alkalmazni minden ilyen organizmusok feltárására biológiai funkcionális szereplő információkat a genomjukba. Tény, hogy ez már forradalmasította a funkcionális genomika – területe biológia összpontosított jellemzésére génfunkció nagy léptékben.

RNS által közvetített interferencia: egy hatékony új fegyvert élősködő fonálférgek

Egy csodálatos aspektusa RNSi C. elegans, hogy lehet indítani, ha a féreg táplálkozik baktériumok termelnek a dsRNS a féreg gén [3]. A csoport, IIT-Kanpur, indokolt, hogy hasonló szállítási dsRNS a parazita génjei révén gazdaszervezetek valószínűleg indukál RNSi a paraziták, és ha azt állítjuk a géneket, amelyek nélkülözhetetlenek a túlélés a parazita, akkor lehet védeni a fogadó a fertőzéstől. Ezen túlmenően, ez a megközelítés lehet egy hatékony eszköz, hogy a funkcionális genomika paraziták. Mi manipulált dohány növények – egy jó növény modell organizmusban alkalmasak genetikai transzformáció – előállítására dsRNS két lényeges gének a parazita fonalférgekkel Meloidogyne incognita, amely megfertőz egy széles mezőgazdaságilag fontos növények. Amint előre jeleztük, a transzgenikus dohány növények nagyon hatékonyan ellenálltak M. incognita fertőzés (4. ábra). A szorosabb megfigyelés a fonálférgek ezek a növények kiderült, hogy a fejlődés súlyosan károsodott. Továbbá, ezek a fonalférgek voltak specifikusan deficiens az mRNS célzott gének, jelezve, hogy a dsRNS termelt növények valóban kiváltó RNSi válaszjel a fonalféreg [4]. Folyamatos erőfeszítések laboratóriumunkban célja, hogy ezt a technológiát, hogy jellemezze a funkcióit növényi parazita nematódák, valamint, hogy készítsen nematóda rezisztens transzgenikus haszonnövények.

3. ábra: gazdanövény által generált dsRNS váltja RNSi parazita fonalférgek. Roots kontroll (A) és transzgenikus (B) növények 45 nappal az oltás után 2500 M. incognita fiatalkorúak. Skála: 1 cm. Nyilak pontot tudni-szerű szerkezetek következtében kialakult fertőzés által a parazitát. Kis ábra egy csomó volt nagyobb nagyítású. Skála a betét: 200 mm.

Referenciák

1. Tűz, A., et al., Hatásos, specifikus genetikai interferencia kettős szálú RNS Caenorhabditis elegans. Nature, 1998. 391 (6669): p. 806-11.

2. Hannon, G., RNSi: útmutató géncsendesítést. 2003, Cold Spring Harbor: Coid Spring Harbor Laboratory Press.

3. Timmons, L., D. L. Bíróság, és az A. Tűz, lenyelés bakteriálisán kifejezett dsRNS képes specifikus és hatékony genetikai beavatkozás C. elegans. Gene, 2001. 263 (1-2): p. 103-12.

4. Yadav, B. C, K. Veluthambi és K. Subramaniam, Host generált kettős szálú RNAinduces RNSi növényi parazita fonalférgek és védi a gazda a fertőzéstől. Molekuláris és biokémiai Parazitológiai, 2006, 148, p. 219-222