Ein Team von Pflanzenwissenschaftlern an der Sainsbury Laboratory der Universität Cambridge arbeitet daran, Pflanzen die Kommunikation mit Menschen und umgekehrt zu ermöglichen. Erste Experimente mit Tabakpflanzen haben gezeigt, dass Licht als Stimulus verwendet werden kann, um die natürlichen Abwehrmechanismen der Pflanzen zu aktivieren. Das Team hat Biosensoren entwickelt, die fluoreszierendes Licht nutzen, um Echtzeitinformationen über die Zellen zu kommunizieren und Menschen dabei helfen, zu verstehen, wie Pflanzen auf Umweltstress reagieren. Das neueste Werkzeug des Teams, namens Highlighter, verwendet spezifische Lichtbedingungen, um die Expression von Zielgenen in Pflanzen zu aktivieren, was es Menschen ermöglicht, Abwehrmechanismen in Pflanzen auszulösen. Wenn dies erfolgreich ist, könnte diese Technologie die Landwirtschaft revolutionieren, indem sie Pflanzen vor Krankheitsausbrüchen oder extremen Wetterereignissen warnt und so zu effizienteren und nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken führt. Die Forscher haben eine Technik namens Optogenetik verwendet, um ein lichtgesteuertes Genexpressionssystem speziell für Pflanzen zu entwickeln. Die Anwendung der Optogenetik auf Pflanzen war bisher herausfordernd aufgrund ihrer vorhandenen Photorezeptoren und dem Bedarf an einem breiten Spektrum von Licht für das Wachstum. Das Team hat jedoch ein optogenetisches System aus photosynthetischen Mikroben umfunktioniert und kann so das Lichtspektrum modulieren, um die Genexpression zu kontrollieren, ohne die Pflanzenphysiologie zu beeinflussen. Das Highlighter-System kann mit minimalinvasiven Lichtsignalen aktiviert und deaktiviert werden und bietet eine hochauflösende Genkontrolle für die Erforschung der pflanzlichen Grundlagenbiologie und möglicherweise zur Verbesserung von Ernteerträgen in der Zukunft.

Einführung

Ein Überblick über die Arbeit des Sainsbury Laboratory der University of Cambridge (SLCU), die es Pflanzen ermöglicht, mit Menschen zu kommunizieren und umgekehrt. Erwähnung früher Experimente mit Tabakpflanzen und der Verwendung von Licht als Reiz.

Fluoreszierende Licht-Biosensoren zur Erfassung von zellulären Informationen in Echtzeit

Erklärung der von dem Team des SLCU entwickelten Biosensoren, die fluoreszierendes Licht verwenden, um zelluläre Informationen in Echtzeit zu kommunizieren. Diskutieren Sie, wie dies es Menschen ermöglicht, zu verstehen, wie Pflanzen auf Umweltstress reagieren.

Wichtige Erkenntnisse aus frühen Experimenten mit Tabakpflanzen

Zusammenfassung der wichtigen Erkenntnisse aus den frühen Experimenten mit Tabakpflanzen, die zeigen, wie Licht die natürlichen Abwehrmechanismen der Pflanze aktivieren kann.

Highlighter: Ein Werkzeug zur Aktivierung von Zielenen in Pflanzen

Einführung in das von dem Team des SLCU entwickelte Highlighter-Tool, das spezifische Lichtbedingungen verwendet, um die Expression von Zielenen in Pflanzen zu aktivieren. Erwähnen Sie, wie Menschen mithilfe dieses Tools Abwehrmechanismen in Pflanzen auslösen können.

Optogenetik und ihre Anwendung in der Pflanzenforschung

Erklärung der Optogenetik und ihrer Verwendung zur Kontrolle biomolekularer Prozesse durch Licht. Diskutieren Sie die Herausforderungen der Anwendung von Optogenetik auf Pflanzen, einschließlich ihrer vorhandenen Photorezeptoren und des Bedarfs an einem breiten Lichtspektrum für das Wachstum.

Umschaltung eines Optogenetik-Systems für Pflanzen

Erklärung, wie das Team des SLCU ein Optogenetik-System verwendet, das von photosynthetischen Mikroorganismen stammt, um die Genexpression in Pflanzen zu kontrollieren, ohne die Pflanzenphysiologie zu beeinträchtigen. Diskutieren Sie das modulierte Lichtspektrum, das zur Kontrolle der Genexpression verwendet wird.

Potentielle Auswirkungen und zukünftige Anwendungen

Diskussion der potenziellen Auswirkungen dieser Technologie auf die Revolutionierung der Landwirtschaft. Erwähnen Sie die Möglichkeit, Pflanzen vor Krankheitsausbrüchen oder extremen Wetterereignissen zu warnen, was zu effizienteren und nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken führen könnte.

Hochauflösende Genkontrolle für die Grundlagenforschung in der Pflanzenbiologie

Erklärung, wie das Highlighter-System eine hochauflösende Genkontrolle ermöglicht und somit die Erforschung der grundlegenden Pflanzenbiologie ermöglicht.

Verbesserung von Eigenschaften von Nutzpflanzen durch Genkontrolle

Diskussion des Potenzials des Highlighter-Systems, zukünftig die Eigenschaften von Nutzpflanzen durch kontrollierte Genexpression zu verbessern.

Schlussfolgerung

Zusammenfassung des Durchbruchs des SLCU-Teams bei der Ermöglichung der Pflanzenkommunikation mit Menschen und der potenziellen Anwendungen dieser Technologie in der Landwirtschaft und der Verbesserung von Nutzpflanzen.

Quelle

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

You May Also Like

Machine-Learning-Ansatz zur Berechnung von Übergangszuständen in chemischen Reaktionen

Forscher vom MIT haben eine maschinelle Lernmethode entwickelt, um Übergangszustände in chemischen…

Ein potenzieller Wirkstoffkandidat zur Behandlung der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS)

Forscher der Universität Helsinki haben einen potenziellen Wirkstoff entdeckt, der zur Behandlung…

Von der Verbrennung angetriebener insektengroßer Roboter: Ein Durchbruch in der Robotik

Forscher der Cornell University haben einen robotischen Insekt entwickelt, der durch Verbrennung…

Die Rolle des Retinsäurerezeptors Alpha (RARα) bei der T-Zell-Aktivierung und Immunantwort

Eine neue Studie, veröffentlicht im Journal Immunity, zeigt, dass der nukleare Rezeptor…