A növényi memória és emlékezet új lehetőségeket kínál a költséghatékony gyakorlati mezőgazdaságnak. A Debreceni Egyetem MÉK Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ Növénygenomikai és Növénybiotechnológiai Kutatócsoportjának kutatói a növényi memória molekuláris hátterét vizsgálják. Legfrissebb kutatási eredményeiket a Plant Signaling & Behaviorban publikálták.
A Debreceni Egyetem Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar (MÉK) Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ (AGBK) Növénygenomikai és Növénybiotechnológiai Kutatócsoportja évek óta vizsgálja a növényi memória molekuláris hátterét, valamint a stresszhatások által kiváltott epigenetikai reakciókat.
(Az epigenetika leegyszerűsítve azt vizsgálja, hogy a környezeti tényezők hogyan változtatják a gének/öröklött tulajdonságok kifejeződését, valamint hogy ezek a változások hogyan jelennek meg az adott egyed utódaiban – a szerk.)
A növények a környezetből származó stresszhatásokra reagálnak. Ezen tulajdonságok lehetővé teszik, hogy kedvezőtlen körülmények között is túléljenek és termést hozzanak. Mindeközben sajátos memóriafunkciót is kialakítanak, melynek segítségével a gyorsan változó környezethez hatékonyabban és gyorsabban tudnak alkalmazkodni.
Az emlékezet révén a növények képesek tárolni, megtartani, visszakeresni és törölni a megszerzett tapasztalatokra vonatkozó információkat. A növényi memória bizonyos esetekben örökölhető, így adaptív és evolúciós jelentőségű is – mondta el Dobránszki Judit tudományos tanácsadó, az Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ vezetője.
A tanulmány bemutatja a növényi molekuláris emlékezet kialakulását, típusait, ellenőrzési pontjait, különös tekintettel annak transzkripciós rétegére, vagy más néven a transzkripciós memóriára.
Farkas Dóra, az AGBK kutatója kiemelte: a stressz észlelésétől a feldolgozáson át az emlékezésig terjedő növényi válaszokat tekintve térbeli szervezeti hierarchia van, például ökológiai, teljes növényi, citológiai-biokémiai és molekuláris szintek figyelhetők meg.
„A növényi emlékezet molekuláris szintjén elkülöníthető a kromatin- és transzkriptomréteg. A nem kódoló RNS-ek, melyek fehérjéket nem kódolnak, a poszttranszkripciós géncsendesítés, az RNS-ek által indukált DNS-metiláció, valamint az RNS-interferencia folyamatai fontos szerepet játszanak a növényi emlékezet különböző molekuláris rétegeinek létrejöttében. Egyebek mellett szabályozzák a kromatin- és transzkriptomrétegek, vagy másképp fogalmazva a növényi memória epigenetikai és transzkriptomikai rétegeinek együttműködését” – fejtette ki Farkas Dóra.
A publikációban a kutatók kitérnek arra is, hogy a növényi transzkripciós memória kiaknázása miként kínálhat új lehetőségeket ígéretes és költséghatékony stratégiák kidolgozására a klímaváltozás okozta, folyamatosan változó környezeti stresszek, mint a magas hőmérséklet, illetve a vízhiány kezelésére.
„Tanulmányunkban értékeljük a növényi memóriafunkciókra alapozott termesztési módszereket. Néhány technológia, mint az úgynevezett priming vagy a keresztakklimatizáció, már régóta alkalmazásban vannak a gyakorlatban. Egyes módszerek pedig a közeli jövőben válhatnak a mindennapi mezőgazdasági gyakorlat részévé. Ilyenek például a mikro-RNS-ek általi memóriamódosítás vagy a növényi memória asszociatív felhasználása – tette hozzá Dobránszki Judit, a kutatócsoport vezetője.
