Hem insanlar hem de domatesler farklı şekil ve boyutlarda gelir. Bunun nedeni, her bireyin, genlerin davranışını ve işlevini etkileyen benzersiz bir dizi genetik varyasyona (mutasyonlara) sahip olmasıdır. Milyonlarca küçük genetik varyasyonun bir araya getirilmesi, belirli bir mutasyonun herhangi bir bireyi nasıl etkileyeceğini tahmin etmeyi zorlaştırıyor. Cold Spring Harbor Laboratuvarı (CSHL) Profesörü ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü Araştırmacısı Zach Lippman, domateslerdeki genetik varyasyonların belirli bir mutasyonun bitkiyi etkileme şeklini nasıl etkileyebileceğini gösterdi. Mutasyonların farklı domates çeşitleri üzerindeki etkilerini tahmin edebilmek için çalışıyor.
Farklı mutasyon kombinasyonları domateslerin boyutunu tahmin edilemeyecek şekilde etkileyebilir. Bu görüntüde ilk sütun mutasyona uğramamış (WT) bir domatesi göstermektedir. İkinci ve üçüncü sütunlar, meyve büyüklüğü geni SlCV1 için promoterin bir bölgesinde (R4 veya R3) tek bir mutasyona sahip domatesleri gösterir. Bireysel mutasyonların meyve büyüklüğü üzerinde çok az etkisi vardır. Ancak bu iki mutasyonun (R1 + R4) birleşimi çok daha büyük bir meyve verir.
Bu çalışmada Lippman ve ekibi, meyve büyüklüğünü kontrol eden iki domates geni olan SlCV3 ve SlWUS üzerinde son derece doğru ve hedefe yönelik bir gen düzenleme aracı olan CRISPR'ı kullandı. Ekspresyonlarını kontrol eden genlerin yakınındaki promotör bölgelerdeki küçük DNA parçalarını çıkararak 60'tan fazla domates mutantı ürettiler. Bazı durumlarda bireysel mutasyonlar domateslerin boyutunu bir miktar artırdı. Bazı mutasyon çiftleri meyve büyüklüğünü hiç değiştirmedi. Birkaç sinerjik kombinasyon, meyve boyutunda dramatik ve öngörülemeyen bir artışa neden oldu. Lippman şöyle diyor: "Bütün bunların mahsul yetiştirme açısından gerçek Kutsal Kasesi öngörülebilirliktir. Eğer bu diziyi değiştirirsem, bu etkiyi elde edeceğim. Çünkü doğanın sizin tasarladığınız mutasyonun yakınında biriktirdiği ve aynı zamanda genom boyunca dağılmış olan başka varyantlardan oluşan bir deniz var; bunların çoğu, yarattığınız spesifik mutasyonu etkiliyor olabilir."
Herhangi iki mutasyon için bu etkileşim aralığı, farklı genetik altyapılarda meydana gelen tek bir mutasyonun sonuçlarını modellemektedir. Bu etki, bazı insanların kendilerini hastalığa neden olan mutasyonlardan koruyan önceden var olan bazı mutasyonlara sahip olabileceği bazı insan hastalıklarında bulunanlarla karşılaştırılabilir.
Lippman ve ekibi, bireysel ve birleşik mutasyonların belirli mahsul özelliklerini nasıl etkilediğini ölçmeye devam edecek. Şimdiye kadar iki ayrı mutasyon arasındaki etkileşimleri ölçtüler, ancak genomların milyonlarca varyasyonu var. Lippman, üremeyi daha öngörülebilir ve verimli hale getirmek için yeterli sayıda ölçülebilir etkileşimi incelemeyi umuyor.
Daha fazla bilgi için:
Soğuk Bahar Liman Laboratuvarı
www.cshl.edu