I en genombrottsstudie publicerad i tidskriften "Nature Genetics" har forskare vid Plant Gene Expression Laboratory vid University of California, Riverside, avslöjat de mekanistiska detaljerna i gentystnad i växter. Denna upptäckt kastar ljus över en grundläggande process involverad i reglering av genuttryck och dess potentiella tillämpningar inom jordbruk och bioteknik.

Gentystnad, även känd som RNA-interferens (RNAi), är en naturlig biologisk process som involverar undertryckande av genuttryck genom att rikta in sig på specifika RNA-molekyler. I växter förmedlas denna process av små RNA, såsom mikroRNA (miRNA) och små interfererande RNA (siRNA), som binder till komplementära sekvenser på målbudbärar-RNA (mRNA) och förhindrar deras översättning till funktionella proteiner.

Forskargruppen, ledd av professor Jian-Kang Zhu, fokuserade på att förstå hur miRNA och siRNA genereras och laddas in i ett proteinkomplex som kallas RNA-induced silencing complex (RISC). Detta komplex är ansvarigt för att känna igen och klyva mål-mRNA, och därigenom tysta genuttryck.

Genom en serie detaljerade experiment identifierade forskarna en nyckelspelare i denna process, ett protein som heter SDE3 (Suppressor of Gene Silencing 3), som fungerar som en gatekeeper för laddning av små RNA i RISC. De upptäckte att SDE3 specifikt interagerar med miRNA och siRNA och selektivt underlättar deras inkorporering i RISC, vilket säkerställer effektiv gentystnad.

Professor Zhu förklarar betydelsen av detta fynd:"Att förstå mekanismen för gentystnad och rollen av SDE3 ger nya insikter om hur växter reglerar genuttryck och hur vi potentiellt kan manipulera denna process för förbättring av grödan. Genom att specifikt rikta in och tysta oönskade gener, vi kan förbättra grödans motståndskraft mot skadedjur, sjukdomar och miljöpåfrestningar och därigenom öka jordbrukets produktivitet och hållbarhet."

Dessutom öppnar studien upp nya vägar för biotekniska tillämpningar. Förmågan att exakt kontrollera genuttryck med RNAi-teknologi har potential att utveckla nya terapeutiska strategier för att bekämpa växtsjukdomar och förbättra produktionen av värdefulla växtbaserade föreningar, såsom läkemedel och biobränslen.

"Vår upptäckt vidgar vår förståelse av genreglering i växter och har långtgående konsekvenser för både grundforskning och praktiska tillämpningar inom jordbruk och bioteknik", avslutar professor Zhu. "Med ytterligare forskning kan vi utnyttja kraften hos RNAi för att hantera betydande utmaningar inom växtbiologi och bidra till global livsmedelssäkerhet och hållbart jordbruk."