มีการใช้แพลตฟอร์มการวิเคราะห์ RNA แบบโอเพนซอร์สอย่างประสบความสำเร็จในเซลล์พืชเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นความก้าวหน้าที่สามารถประกาศยุคใหม่ของการวิจัยขั้นพื้นฐานและสนับสนุนความพยายามในการสร้างพืชอาหารและเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เทคโนโลยีนี้เรียกว่าDrop-seqเป็นวิธีการวัด RNA ที่มีอยู่ในเซลล์แต่ละเซลล์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นได้ว่ายีนใดถูกแสดงออก และสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับหน้าที่เฉพาะของเซลล์ประเภทต่างๆ อย่างไร พัฒนาขึ้นที่โรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดในปี 2558 โปรโตคอลที่ใช้ร่วมกันอย่างอิสระเคยใช้เฉพาะในเซลล์สัตว์เท่านั้น
“นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการทำความเข้าใจชีววิทยาของพืช”
Diane Dickel หัวหน้านักวิจัยจากห้องทดลองแห่งชาติ Lawrence Berkeley ของ Department of Energy (Berkeley Lab) กล่าว “เช่นเดียวกับมนุษย์และหนู พืชมีเซลล์และเนื้อเยื่อหลายชนิดอยู่ภายใน แต่การเรียนรู้เกี่ยวกับพืชในระดับเซลล์นั้นยากขึ้นเล็กน้อย เพราะพืชมีผนังเซลล์ไม่เหมือนสัตว์ ซึ่งทำให้ยากต่อการเปิดเซลล์เพื่อการศึกษาทางพันธุกรรม”
สำหรับยีนจำนวนมากในพืช เราแทบไม่มีความเข้าใจในสิ่งที่พวกเขาทำจริงๆ เลย Dickel อธิบาย “แต่ด้วยการรู้ว่าเซลล์หรือระยะการพัฒนาใดที่ยีนนั้นแสดงออก เราสามารถเริ่มรับหน้าที่ของมันได้ ในการศึกษาของเรา เราพบว่า Drop-seq สามารถช่วยเราได้”
“เรายังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่าคุณสามารถใช้เทคโนโลยีเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจว่าพืชตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันในระดับเซลล์ได้อย่างไร ซึ่งเป็นสิ่งที่นักชีววิทยาพืชหลายคนที่ Berkeley Lab สนใจ เพราะความสามารถในการปลูกพืชภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ย่ำแย่ เช่น ความแห้งแล้ง คือ จำเป็นสำหรับการผลิตอาหารและเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างต่อเนื่องของเรา” เธอกล่าว
Dickel ผู้ศึกษาเกี่ยวกับจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในแผนก Environmental Genomics and Systems Biology ของ Berkeley Lab ได้ใช้ Drop-seq กับเซลล์สัตว์มาหลายปีแล้ว เป็นแฟนตัวยงของความง่ายในการใช้งานและประสิทธิภาพของแพลตฟอร์ม ในไม่ช้าเธอก็เริ่มพูดคุยกับเพื่อนร่วมงานของเธอที่ทำงานเกี่ยวกับพืชเกี่ยวกับการพยายามใช้กับเซลล์พืช
อย่างไรก็ตาม มีบางคนสงสัยว่าโครงการดังกล่าวจะดำเนินไปอย่างง่ายดาย ก่อนอื่น ในการเรียกใช้เซลล์พืชผ่านการวิเคราะห์ RNA-seq แบบเซลล์เดียว พวกมันจะต้องถูกโปรโตพลาสต์ ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะต้องถูกลอกออกจากผนังเซลล์โดยใช้ค็อกเทลของเอนไซม์ กระบวนการนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะเซลล์จากสปีชีส์ต่างกันและแม้แต่ส่วนต่าง ๆ ของพืชเดียวกันก็ต้องการเอนไซม์ค็อกเทลที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ
ประการที่สอง นักชีววิทยาพืชบางคนแสดงความกังวลว่าเซลล์จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเกินไปโดยการสร้างโปรโตพลาสต์เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานปกติ และสุดท้าย เซลล์พืชบางชนิดมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะใส่ผ่านแพลตฟอร์ม RNA-seq แบบเซลล์เดียวที่มีอยู่ได้ เทคโนโลยีเหล่านี้ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินอาร์เอ็นเอภายในเซลล์หลายพันเซลล์ต่อการวิ่งหนึ่งครั้ง วิธีการก่อนหน้านี้สามารถวิเคราะห์เซลล์ได้ครั้งละหลายสิบถึงหลายร้อยเซลล์เท่านั้น
โดยปราศจากความท้าทายเหล่านี้ Dickel และเพื่อนร่วมงานของเธอที่DOE Joint Genome Institute (JGI) ร่วมมือกับนักวิจัยจาก UC Davis ผู้ซึ่งได้พัฒนาเทคนิคการสร้างเนื้อเยื่อรากจาก Arabidopsis thaliana (mouse-ear cress) ซึ่งเป็นสายพันธุ์ของวัชพืชขนาดเล็ก ที่ทำหน้าที่เป็นสิ่งมีชีวิตจำลองพืช
หลังจากเตรียมตัวอย่างเซลล์ราก Arabidopsis มากกว่า 12,000 เซลล์แล้ว กลุ่มตัวอย่างรู้สึกตื่นเต้นเมื่อกระบวนการ Drop-seq ดำเนินไปอย่างราบรื่นกว่าที่คาดไว้ ผลลัพธ์ทั้งหมดของพวกเขาได้รับการเผยแพร่ในสัปดาห์นี้ในCell Reports
“เมื่อเราเสนอแนวคิดที่จะทำสิ่งนี้ในพืช ผู้คนจะนำเสนอรายการเหตุผลว่าทำไมมันถึงใช้ไม่ได้ผล” ดิกเคลกล่าว “และเราจะบอกว่า ‘โอเค แต่มาลองดูว่ามันใช้ได้ไหม’ แล้วก็ได้ผลจริงๆ เราแปลกใจมากที่มันตรงไปตรงมาจริงๆ”
CCredit : problemasfamiliares.net ignitioncarclub.com programnxt.com skelbikas.net lasixnoprescriptiononline.net crossoverfollowing.com vehiculosocasion.net krinolium.com kadingersheavytruckparts.com pamperedpreggerandbeyond.com
