වසර කිහිපයකට පෙර Xiaoxi Meng සහ Zhikai Liang මෙම අදහස මුලින්ම යෝජනා කළ විට, James Schnable සැක සහිත විය. අවම වශයෙන් කිවහොත්.
"'හොඳයි, ඔබට උත්සාහ කරන්න පුළුවන්, නමුත් මම හිතන්නේ නැහැ එය ක්රියාත්මක වෙයි කියලා,'" කෘෂි විද්යාව සහ උද්යාන විද්යාව පිළිබඳ සහකාර මහාචාර්යවරයා පසුව නෙබ්රස්කා-ලින්කන් විශ්ව විද්යාලයේ Schnable's විද්යාගාරයේ පශ්චාත් ආචාර්ය පර්යේෂකයන් වූ Meng සහ Liang වෙත පැවසූ බව සිහිපත් කළේය.
ඔහු වැරදි වූ අතර, ආපසු හැරී බැලීමේදී, කිසිදාක සතුටින් සිටීමට නොහැකි විය. එහෙත් එකල Schnable හට ඇහිබැම එසවීමට සාධාරණ හේතුවක් තිබුණි. දෙදෙනාගේ අදහස - දැඩි හිම වලට යටත් වන සීතල-සංවේදී භෝග වල DNA අනුක්රමය, වනගත, දැඩි ශාක හිමාංකය ඉවසන්නේ කෙසේදැයි අනාවැකි කීමට උපකාරී විය හැකි බව - නිර්භීත බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි. අවම වශයෙන් කිවහොත්. කෙසේ වෙතත්, එය අඩු අවදානම්, ඉහළ ත්යාග යෝජනාවක් විය. මක්නිසාද යත්, මෙන්ග් සහ ලියාංට එය ක්රියාත්මක කිරීමට හැකි නම්, එය සීතල-සංවේදී භෝග ඔවුන්ගේ සීතල-ප්රතිරෝධී සගයන් මෙන් මඳක් හෝ ඊටත් වඩා වැඩි කිරීමට වේගවත් උත්සාහයන් විය හැකිය.
ලෝකයේ වැදගත්ම භෝග සමහරක් නිවර්තන කලාපවල ගෘහාශ්රිත කර ඇත - දකුණු මෙක්සිකෝවේ බඩ ඉරිඟු, නැගෙනහිර අප්රිකාවේ බඩ ඉරිඟු - සීතල හෝ හිමාංකයට එරෙහිව ආරක්ෂක විකාශනය සඳහා ඔවුන් මත වරණාත්මක පීඩනයක් ඇති කළේ නැත. එම භෝග කටුක දේශගුණික තත්ත්වයන් යටතේ වගා කරන විට, ශීතල සඳහා ඇති සංවේදීතාව, ඒවා කෙතරම් ඉක්මනින් සිටුවිය හැකිද සහ කොපමණ ප්රමාද වී අස්වනු නෙළාගත හැකිද යන්න සීමා කරයි. කෙටි වැඩෙන සමයන් ප්රභාසංශ්ලේෂණය සඳහා අඩු කාලයකට සමාන වන අතර එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස 10 වන විට බිලියන 2050 ක ජනතාවක් වෙත ළඟා වීමට අපේක්ෂිත ගෝලීය ජනගහනය සඳහා කුඩා අස්වැන්නක් සහ අඩු ආහාර වේ.
සීතල දේශගුණය
දැනටමත් ශීත දේශගුණයක් තුළ වර්ධනය වන ශාක විශේෂ, මේ අතර, සීතල විඳදරාගැනීම සඳහා උපක්රම පරිණාමය විය. අඩු උෂ්ණත්වවලදී ද්රවශීලතාවය පවත්වා ගැනීම සඳහා ඔවුන්ගේ සෛල පටල නැවත සකස් කළ හැකි අතර, පටල කැටි කිරීම හා කැඩීම වැළැක්වීම. එම පටලවල සහ ඒ අවට ඇති ද්රවවලට සීනි බින්දු එකතු කළ හැකි අතර, ලුණු පදික වේදිකාවක් කරන ආකාරයටම ඒවායේ හිමාංකය අඩු කරයි. එම ස්ඵටික සෛල බිඳී යන ස්කන්ධ බවට වර්ධනය වීමට පෙර අයිස් ස්ඵටික අවම කරන ප්රෝටීන පවා නිපදවිය හැකිය.
DNA අනුපිළිවෙලින් පමණක් නොව, එම සියලු ආරක්ෂකයන් ජාන මට්ටමින් ආරම්භ වේ. ශාක කැටි වීමට පටන් ගත් විට, ඒවාට ප්රතිචාර දැක්විය හැක්කේ අවශ්යයෙන්ම ඇතැම් ජාන ක්රියා විරහිත කිරීම හෝ ක්රියාත්මක කිරීමෙනි - ඒවායේ ප්රවේණික උපදෙස් අත්පොත් පිටපත් කිරීම සහ ක්රියාත්මක කිරීම වැළැක්වීම හෝ ඉඩ දීම. ශීතලයට ඔරොත්තු දෙන ශාකවල ශීතලයට ඔරොත්තු දෙන ශාක ක්රියා විරහිත කරන්නේ සහ ක්රියාත්මක වන්නේ කුමන ජානද යන්න දැන ගැනීමෙන්, පර්යේෂකයන්ට ඔවුන්ගේ බලකොටුවල අත්තිවාරම ග්රහණය කර ගැනීමටත්, අවසානයේදී, සීතල-සංවේදී භෝග බවට සමාන ආරක්ෂණ ඉංජිනේරුවන්ටත් උපකාර කළ හැකිය.
නමුත් Schnable ද, මෙන්ග් සහ ලියාං කළාක් මෙන්, සමාන ජානයක් පවා බොහෝ විට ශාක විශේෂ හරහා සීතලට වෙනස් ලෙස ප්රතිචාර දක්වන බව, සමීපව සම්බන්ධ ඒවා පවා දැන සිටියේය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ, කලකිරීමෙන්, එක් විශේෂයක ජානයක් සීතලට ප්රතිචාර දක්වන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීම ශාක විද්යාඥයින්ට තවත් ජානයේ හැසිරීම් ගැන තීරනාත්මක කිසිවක් පැවසීමට නැඹුරු නොවේ. එම අනපේක්ෂිත බව, අනෙක් අතට, ජාන අක්රිය කරන්නේ හෝ සක්රිය කරන්නේ කුමක් ද යන්න නියම කරන නීති ඉගෙන ගැනීමට දරන උත්සාහයට බාධා කර ඇත.
"ජාන ක්රියා විරහිත වීමට සහ ක්රියාත්මක වීමට හේතුව තේරුම් ගැනීමට අපි තවමත් ඇත්තෙන්ම නරකයි," Schnable පැවසීය.
ඉරිඟු පැල
රීති පොතක් නොමැති නිසා, පර්යේෂකයන් යන්ත්ර ඉගෙනීම වෙත යොමු විය, එය අත්යවශ්යයෙන්ම තමන්ගේම ලිවිය හැකි කෘතිම බුද්ධියේ ආකාරයකි. ඔවුන් විශේෂයෙන් අධීක්ෂණය කරන ලද වර්ගීකරණ ආකෘතියක් නිපදවා ඇත - බළලුන් සහ බළලුන් නොවන තරම් ලේබල් කරන ලද රූප ඉදිරිපත් කළ විට, අවසානයේ දී පළමු ඒවායින් වෙන්කර හඳුනා ගැනීමට ඉගෙන ගත හැකිය. කණ්ඩායම මුලදී එහිම ආකෘතියක් ඉදිරිපත් කළේ බඩ ඉරිඟු වලින් අනුක්රමණය කරන ලද ජාන විශාල ප්රමාණයක් සමඟින්, ශාකය ශීත කිරීමේ උෂ්ණත්වයට ලක් වූ විට එම ජානවල සාමාන්ය ක්රියාකාරකම් මට්ටම් සමඟිනි. මෙම ආකෘතිය එක් එක් ඉරිඟු ජාන සඳහා “අපට සිතිය හැකි සෑම අංගයක්ම” පෝෂණය කරන ලද අතර, එහි දිග, එහි ස්ථායීතාවය සහ එය සහ අනෙකුත් ඉරිඟු පැලවල දක්නට ලැබෙන අනෙකුත් අනුවාදයන් අතර ඇති වෙනස්කම් ඇතුළුව Schnable පැවසීය.
පසුව, පර්යේෂකයන් එම ජානවල උප කුලකයක එක් තොරතුරක් පමණක් සඟවා ඔවුන්ගේ ආකෘතිය පරීක්ෂා කළහ: ඔවුන් ශීත කළ උෂ්ණත්වයේ ආරම්භයට ප්රතිචාර දැක්වූවාද, නැතහොත් එසේ නොකළද යන්න. ප්රතිචාර දක්වන හෝ ප්රතිචාර නොදක්වන ජානවල ලක්ෂණ විශ්ලේෂණය කිරීමෙන්, එක් එක් අංගවලට අදාළ වන්නේ කුමන සංයෝජනද යන්න ආකෘතිය විසින් හඳුනා ගන්නා ලදී - ඉන්පසු ඉතිරි වූ අභිරහස් පෙට්ටි ජානවලින් බහුතරයක් සාර්ථකව ඒවායේ නිවැරදි කාණ්ඩවලට වෙන් කරන ලදී.
එය බලාපොරොත්තු සහගත ආරම්භයක් වූවාට සැකයක් නැත. නමුත් සැබෑ පරීක්ෂණය ඉතිරිව තිබුණි: ආකෘතියට එක් විශේෂයකින් ලැබුණු පුහුණුව ලබාගෙන තවත් විශේෂයකට එය යෙදිය හැකිද?
පිළිතුර නියත වශයෙන්ම ඔව් යන්න විය. ඉරිඟු, බඩ ඉරිඟු, මුතු මෙනේරි, ප්රොසෝ මෙනේරි, ෆොක්ස් ටේල් මෙනේරි හෝ ස්විච් ග්රාස් වැනි විශේෂ හයෙන් එකක DNA දත්ත සමඟ පුහුණු කිරීමෙන් පසුව - සාමාන්යයෙන් අනෙක් පහෙන් ඕනෑම ජානයක කැටි කිරීමට ප්රතිචාර දක්වන්නේ කුමන ජානදැයි අනාවැකි කීමට ආකෘතියට හැකි විය. Schnable පුදුමයට පත් කරමින්, මෙම ආකෘතිය සීතල-සංවේදී විශේෂයක් - බඩ ඉරිඟු, බඩ ඉරිඟු, මුතු හෝ ප්රෝසෝ මෙනේරි - මත පුහුණු කරන විට පවා රඳවා තබා ගත් නමුත් සීතලට ඔරොත්තු දෙන ෆොක්ස්ටේල් මෙනේරි හෝ ස්විච් ග්රාස්හි ජාන ප්රතිචාර අනාවැකි කීමේ කාර්යය විය.
ආදර්ශ
"අපි පුහුණු කරන ලද ආකෘති විශේෂ හරහා හොඳින් ක්රියා කළේ ඔබ ඇත්තටම එක් විශේෂයක දත්ත ඇති අතර අභ්යන්තර දත්ත භාවිතා කරමින් එම විශේෂයේම අනාවැකි පළ කළාක් මෙනි" යනුවෙන් ඔහු පැවසුවේ මාස ගණනකට පසු ඔහුගේ කටහඬේ විස්මයේ ඉඟියක් රැඳී ඇති බවයි. "ඇත්තටම මම එහෙම අනාවැකියක් කියන්නෑ."
"අපට මෙම සියලු තොරතුරු පරිගණකයකට ලබා දිය හැකි අතර, එය ක්රියාත්මක වන අනාවැකි කිරීමට අවම වශයෙන් යම් නීතිරීති සොයා ගත හැකිය යන අදහස තවමත් මට පුදුම සහගතය."
විකල්පය සලකා බැලීමේදී එම අනාවැකි විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් විය හැකිය. දළ වශයෙන් දශකයක පමණ කාලයක සිට, ශාක ජීව විද්යාඥයින්ට සත්ය වශයෙන්ම RNA අණු සංඛ්යාව මැනීමට හැකි වී ඇත - DNA උපදෙස් පිටපත් කිරීම සහ ප්රවාහනය කිරීම සඳහා වගකිව යුතු ඒවා - සජීවී ශාකයක සෑම ජානයකින්ම නිපදවනු ලැබේ. නමුත් එම ජාන ප්රකාශනය සජීවී නිදර්ශකවල සහ විවිධ විශේෂවල සීතලට ප්රතිචාර දක්වන ආකාරය සංසන්දනය කිරීම වේදනාකාරී කටයුත්තක් බව ෂ්නබල් පැවසීය. වල් පැලෑටි සම්බන්ධයෙන් එය විශේෂයෙන් සත්ය වේ, ඒවායේ බීජ ලබා ගැනීමට පවා අපහසු විය හැකිය. එම බීජ බලාපොරොත්තු වූ විට ප්රරෝහණය නොවිය හැකි අතර, එසේ නම්, වර්ධනය වීමට වසර ගණනාවක් ගත විය හැකිය. ඔවුන් එසේ කළත්, ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන සෑම ශාකයක්ම එක හා සමාන පාලන පරිසරයක වගා කළ යුතු අතර එම සංවර්ධන අවධියේදීම අධ්යයනය කළ යුතුය.
තවත් විශේෂ
සීතල සඳහා ඔවුන්ගේ ජානවල ප්රතිචාර ප්රතිනිර්මාණය කිරීමට සහ සංඛ්යානමය වශයෙන් ඇගයීමට ප්රමාණවත් වනජීවී විශේෂ වලින් ප්රමාණවත් වන නිදර්ශක වැඩීමට ඒ සියල්ල දැවැන්ත අභියෝගයක් මතු කරයි.
“අපට සැබවින්ම අවශ්ය නම් ජාන වැදගත් වන්නේ කුමක්ද යන්න - එය ඇත්ත වශයෙන්ම ශාකය සීතලට අනුවර්තනය වන ආකාරය පිළිබඳ කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි - අපි විශේෂ දෙකකට වඩා වැඩි ප්රමාණයක් දෙස බැලිය යුතුය,” Schnable පැවසීය. “අපිට අවශ්ය වන්නේ සීතලට ඔරොත්තු දෙන විශේෂ සමූහයක් සහ සංවේදී කණ්ඩායමක් දෙස බැලීමට සහ රටා දෙස බැලීමටය: “මෙම ජානය සෑම විටම එකකින් ප්රතිචාර දක්වන අතර සෑම විටම අනෙකට ප්රතිචාර නොදක්වයි.”
“එය ඇත්තෙන්ම විශාල හා මිල අධික අත්හදා බැලීමක් වීමට පටන් ගනී. විශේෂ 20ක් ගෙන ඒ සියල්ල එකම අදියරකට ගෙන ඒමට උත්සාහ කරනවා වෙනුවට, එම විශේෂවල DNA අනුපිළිවෙලින් අනාවැකි පළ කිරීමට අපට හැකි නම්, ඒවා සියල්ලම එකම ආතති ප්රතිකාර ක්රම අනුගමනය කළහොත් එය ඇත්තෙන්ම හොඳයි. එක් එක් විශේෂයේ එක් එක් ජාන සඳහා නිපදවන RNA ප්රමාණය මැන බලන්න.
ආදර්ශය සඳහා වාසනාවකට මෙන්, පර්යේෂකයන් දැනටමත් ශාක විශේෂ 300 කට වැඩි ගණනක ජෙනෝම අනුපිළිවෙලට ගෙන ඇත. අඛණ්ඩ ජාත්යන්තර ප්රයත්නයක් ඉදිරි වසර කිහිපය තුළ එම සංඛ්යාව 10,000 දක්වා ඉහළ නැංවිය හැකිය.
මෙම ආකෘතිය දැනටමත් ඔහුගේ නිහතමානී අපේක්ෂාවන් ඉක්මවා ගොස් ඇතත්, Schnable පැවසුවේ මීළඟ පියවරට එය මෙතෙක් ක්රියාත්මක වූ පරිදිම ක්රියාත්මක වන බව “අපට සහ අනෙක් පුද්ගලයින්ට ඒත්තු ගැන්වීම” ඇතුළත් වන බවයි. මේ දක්වා සෑම පරීක්ෂණ අවස්ථාවකදීම, පර්යේෂකයන් විසින් ඔවුන් දැනටමත් දැන සිටි දේ පවසන ලෙස ආකෘතියෙන් ඉල්ලා ඇත. අවසාන පරීක්ෂණය, මිනිසුන් සහ යන්ත්රය මුල සිටම ආරම්භ වන විට පැමිණෙනු ඇතැයි ඔහු පැවසීය.
"මම හිතන්නේ අපි කරන්න ඕන මීළඟ විශාල අත්හදා බැලීම තමයි අපිට කිසිම දත්තයක් නැති විශේෂයක් ගැන අනාවැකි කීම," ඔහු පැවසීය. "අපි පවා පිළිතුරු නොදන්නා අවස්ථාවන්හිදී එය සැබවින්ම ක්රියාත්මක වන බව මිනිසුන්ට ඒත්තු ගැන්වීමට."
කණ්ඩායම සිය සොයාගැනීම් ජාතික විද්යා ඇකඩමියේ Proceedings සඟරාවේ වාර්තා කළේය. Meng, Liang සහ Schnable විසින් Nebraska හි Rebecca Roston, Yang Zhang, Samira Mahboub සහ උපාධි අපේක්ෂක ඩැනියෙල් Ngu, Shandong කෘෂිකාර්මික විශ්ව විද්යාලයේ ආගන්තුක විශාරදයෙකු වන Xiuru Dai සමඟ අධ්යයනය සම්පාදනය කරන ලදී.
වැඩි විස්තර සඳහා:
නෙබ්රස්කා ලින්කන් විශ්ව විද්යාලය
www.unl.edu