Paranoide planter

Danske genetikere har fundet en mutation, som sætter turbo på planters immunforsvar


Hvis man føler sig angrebet, går man i forsvarsposition. Denne refleks gælder for både dyr og planter. Men en plante, der føler sig angrebet fra alle sider til evig tid og som af samme grund ikke tør gro ordentligt, er noget nyt.

Den omtalte paranoide plante hedder gåsemad, eller Arabidopsis thaliana. Den er en ukrudtsplante, som gerne gror ved vejkanter og på lossepladser. I videnskabelige kredse er det dog den mest yndede modelorganisme for de mere end 250.000 forskellige planter, der findes verden over. Det skyldes, at Arabidopsis kun 115 millioner basepar lange DNA er meget nemt at arbejde med, og desuden har fået lov at udvikle sig selvstændigt igennem tusinder af år, uberørt af landbrugets forædlingsprocesser.

Nu har et dansk forskerhold, anført af ph.d.-studerende Morten Petersen fra Molekylærbiologisk Institut i København, offentliggjort en artikel i fagbladet Cell (22. december 2000), hvori det beskriver en gåsemad-mutant, der igennem hele livsforløbet har tændt for de forsvarsmekanismer, en normal plante kun aktiverer, når den bliver angrebet.

Opdagelsen af denne »paranoide« plante kan blive af stor betydning fremover, fordi syge planter koster landbruget mange penge hvert år, og forskere er derfor på jagt efter en forståelse af, hvordan man kan gøre planter resistente over for diverse sygdomsforvoldere.

»I Arabidopsis har vi brugt et tilfældighedsprincip til at finde mutationen,« siger projektvejleder John Mundy til Information.

»Vi satte nogle kendte DNA-stumper fra majs ind i gåsemadens genom, og hvis man så rammer et gen, vil det som regel ytre sig i en fænotypisk ændring af planten. Vi har lavet mange tusinder af den slags knock outs , som er det primære princip, man bruger inden for den funktionelle genetik, og som går ud på at lave mutanter og så lede efter det gen, der koder for mutationen.«

MAP kinaser
Den super-resistente gåsemad er fremkommet ved en mutation, der styrer de mekanismer, som planten bruger til at forsvare sig imod sygdomme. I mennesker og andre pattedyr kender man nogle gener, MAP kinaser, der fungerer som knudepunkter i den kommunikation, der sættes i gang, når celler modtager signaler og fortolker dem. Således spiller MAP kinaser en hovedrolle i aktiveringen af menneskers immunsystem.

MAP kinaser er også fundet i planter, men deres betydning i specifikke processer er ukendt eller tvivlsom. Man har derfor ledt med lys og lygte efter mutanter i den slags gener. I gåsemad er netop en MAP kinase muteret, og det vil derfor få stor betydning for forståelsen af planters evne til at forsvare sig mod forskellige sygdomme.

Kortlægning af DNA
Kort før jul lykkes det genetikere i et verdensomspændende og 70 millioner dollar dyrt prestigeprojekt at kortlægge hele Arabidopsis genom. På baggrund af resultaterne mener forskerne, at planten gemmer på cirka 27.000 gener, spundet sammen i fem store kromosomer. Cirka 40 procent af genomet er junk-DNA , altså ikke-kodende nukleotidkæder, hvilket er meget lidt i forhold til f.eks. majs, der indeholder hele 85 procent junk. »Men man skal ikke gå for meget op i junk,« siger Mundy.

»Mange små proteiner og peptider har kun en længe på 40 aminosyrer, og de kan være meget svære at finde. Desuden indeholder gener også introns, som er ikke-kodende DNA-stumper inde imellem generne. De programmer, man har brugt til at finde gener, kan godt fjerne introns fra store proteiner, men det er meget svært ved små proteiner.«

»Hvis man f.eks. forestiller sig et lille protein med kun 50 aminosyrer, som bliver produceret ud fra et gen, der indeholder et intron med op til 1.000 baser, så kan man ikke se dem. En af de største udfordringer lige nu er derfor at finde alle de små peptider. Hvis man kigger på gåsemad, så ved vi, at der er ca. 1.000 receptorer som binder til peptider.«

»Men hvor er peptiderne? Dem skal vi finde, og det er meget vigtigt, også for medicinalindustrien, for de små peptider har et stort potentiale som nye medikamenter.«

Godt studieobjekt
»Planteforskningen er desværre også i Danmark meget styret af lokale og industrielle interesser,« siger John Mundy.

»Den forskning har ikke kunnet bidrage med ret meget, fordi kartofler og ærter osv. er ret forskellige, både fysiologisk og genetisk. Men med Arabidopsis har man en fælles skabelon at gå ud fra. Det er godt. Derudover er forskningen i Arabidopsis ikke styret af økonomiske interesser, fordi den ikke har nogen kommerciel værdi i sig selv.«

Gåsemad er en af de billigste planter at sekventere og også en af de bedste at arbejde med, fordi der er så lidt junk-DNA. John Mundy påpeger også, at gåsemad er enormt nem at transformere, dvs. at sætte en gen i, og se, hvad der sker.

»I gåsemad er dette hundrede gange nemmere end i en kartoffel. Man har for eksempel lavet en mutant i gåsemad, som gør, at den laver et blomkålshoved. Så viste det sig, at rigtig blomkål har præcis denne mutation, hvilket igen har vist, at de to planter er i familie med hinanden.

»Gåsemad er et enestående studieobjekt til at forstå, hvordan man kan lave al mulig arkitektur med frugter og blomster. Når man tænker på, at meget af det, vi spiser, er frugt og blomster, vil den genetiske forståelse af Arabidopsis selvfølgelig være af stor betydning fremover.«

0 comments:

There was an error in this gadget