Исследователи определили генетические регуляторные сети, влияющие на образование древесины тополя

Для понимания сложных генетических взаимодействий, контролирующих рост тополя — потенциальной биоэнергетической культуры, — исследователи разработали надёжный высокопроизводительный метод изучения иерархии генетической регуляции образования древесины с использованием тканеспецифичных одиночных клеток — протопластов.

Этот подход особенно полезен для изучения сложных процессов у видов растений, у которых отсутствуют мутанты и стабильные системы трансформации. Его также можно использовать для повышения продуктивности лесных деревьев с помощью более точных генетических методов.

Древесина — важный возобновляемый материал для биоэнергетики и других промышленных продуктов, но её образование, сложный процесс, регулируемый на многих уровнях, изучено плохо. Такие процессы часто включают взаимодействия между регуляторными генами, известными как факторы транскрипции (ТФ), и их прямыми мишенями в ДНК. Эти взаимодействия ТФ–ДНК составляют регуляторную иерархию.

Новый метод выделения протопластов из дифференцирующейся ксилемы стебля тополя, формирующей древесину, был разработан исследователями из Университета штата Северная Каролина при финансировании программы Genomic Science Министерства энергетики США. Команда использовала метод для изучения экспрессии специфичного ТФ тополя, влияющего на образование древесины. Интегрировав эту новую систему с вычислительными подходами, исследователи выявили иерархический слой генов, который был функционально подтверждён в дифференцирующейся ксилеме. Новый подход помогает понять иерархические генные регуляторные сети, управляемые ТФ у тополя и других видов растений, для которых недоступны мутанты.