Memecahkan Kode Jagung: Para ilmuwan mengungkapkan rahasia genetik domestikasi
Maizecode adalah proyek genomik yang menganalisis dasar genetik domestikasi jagung. Para peneliti mengidentifikasi elemen -elemen peraturan utama, termasuk penambah super, yang sangat penting dalam transformasi jagung.
Domestikasi jagung adalah salah satu contoh paling luar biasa dari dampak umat manusia pada evolusi. Pilihan pemuliaan tanaman pra-industri petani awal mengubah jagung dari tanaman yang hampir tidak bisa dimakan menjadi sumber makanan global utama seperti sekarang ini.
Sekarang, profesor laboratorium Cold Spring Harbor Rob Martienssen dan Thomas Gingeras mengungkap genetika di balik pilihan yang dibuat petani 9.000 tahun yang lalu. Tujuan mereka adalah untuk lebih memahami bagaimana evolusi bekerja dan membantu petani modern mengadaptasi jagung untuk tumbuh dalam kondisi yang keras. Untuk mencapai hal ini, mereka telah meluncurkan ensiklopedia genom baru yang disebut Maizecode.
Proyek penelitian didasarkan pada ensiklopedia DNA Elemen (Encode). Encode bertujuan untuk mengidentifikasi elemen fungsional dalam genom manusia. Gingeras adalah salah satu penyelidik utamanya. Dia menjelaskan:
“Tujuan asli – dan disalin dalam upaya Maizecode – adalah untuk menemukan semua domain genom yang mengkodekan informasi operasional dan pengkodean yang digunakan sel untuk mereproduksi dan menjalankan fungsi yang disajikan sel.”
Menemukan Cetak Biru Genetik Jagung
Dalam sebuah studi baru, laboratorium Gingeras dan Martienssen menganalisis urutan peraturan di lima jenis jaringan yang berbeda dari tiga galur jagung dan leluhurnya Teosinte. Mereka menemukan ratusan ribu wilayah pengatur, yang disebut penambah, yang membantu menghidupkan dan mematikan gen pada tanaman.
Mereka juga melihat bahwa jagung memiliki beberapa ribu “penambah super.” Masing -masing mengontrol beberapa gen sekaligus. Hebatnya, penambah super ini sangat terpilih ketika jagung dijinakkan 9.000 tahun yang lalu. Martienssen menjelaskan:
“Kita sekarang dapat mengatakan bahwa domestikasi jagung benar -benar fokus – mungkin tidak ada – dengan seleksi pada set super penambah yang agak sempit ini di telinga jagung.”
Selain memperluas pemahaman kita tentang evolusi, temuan ini dapat membantu mengarahkan jalan ke jenis jagung baru. Martienssen dan Gingera telah menerima hibah dari National Science Foundation untuk bekerja menciptakan tanaman yang dapat tumbuh di tanah dengan tingkat aluminium yang tinggi. Kondisi seperti itu umum di Amerika Selatan. Para ilmuwan akan menggunakan Maizecode “untuk menemukan semua wilayah pengatur yang bertanggung jawab untuk menganut jagung dan sorgum dengan resistensi aluminium,” kata Martienssen.
Tapi itu bukan hanya penggunaan Maizecode. Basis data genom suatu hari nanti dapat membantu petani lebih meningkatkan tanaman jagung mereka. Bayangkan tanaman yang lebih tahan terhadap penyakit atau toleran terhadap kekeringan. Lebih baik lagi, bayangkan tanaman dengan hasil yang lebih tinggi yang dapat memberi makan lebih banyak orang. Maizecode dapat membantu membuat semua ini menjadi mungkin. Dan karena data tersedia untuk umum, itu dapat diakses oleh ahli biologi dan peternak di seluruh dunia. “Kami hanya menyentuh ujung gunung es,” kata Martienssen.
Referensi: “Maizecode mengungkapkan penambah yang diekspresikan secara dua arah yang memiliki tanda tangan molekuler dari domestikasi jagung” oleh Jonathan Cahn, Michael Regulski, Jason Lynn, Evan Ernst, Cristiane de Santis Alves, Srividya Ramakrishnan, Kapal Kapal, Kapal Kapal, ShiRon, ShiRon, ShiRon, KapeOSI, Umamaheswari Ramu, Jorg Drenkow, Melissa Kramer, Arun Seetharam, Matthew B. Hufford, W. Richard McCombie, Doreen Ware, David Jackson, Michael C. Schatz, Thomas R. Gingeras dan Robert A. Martienssen, 30 Desember 2024, Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-024-55195-w
Pendanaan: NIH/Institut Kesehatan NasionalYayasan Sains Nasional AS, Howard Hughes Medical Institute
