Wetenschappers hebben ontdekt hoe je planten onder controle kunt houden met gekleurde verlichting

Het veelkleurige assortiment lampen die nachtclubs verlichten, het injecteren van leven in jumbotrons en het afplakken van kerstbomen zou mogelijk een groter doel kunnen dienen in de landbouwwereld.

Europese biologen hebben voor het eerst aangetoond dat het gedrag van planten kan worden gestuurd met gekleurd licht. In hun studie hebben deze week gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Methoden , onderzoekers gebruikten verschillende gekleurde led-lampen om genen in planten te activeren die het gedrag beïnvloeden. Wanneer een bepaald gen is ingeschakeld, het codeert voor eiwitten, die de functie van een cel dicteert. Als het gen is uitgeschakeld, het vervult die functie niet meer. In hun studie hebben onderzoekers konden aantonen dat ze de genen konden controleren die verantwoordelijk zijn voor de immuniteitsreactie van een plant.

Ben Miller, een moleculair bioloog aan de Universiteit van East Anglia, die co-auteur was van de studie, zegt dat deze methode onderzoekers beter zal laten begrijpen hoe planten groeien, reageren en zich aanpassen aan hun omgeving. Als het om landbouwgewassen gaat, hij zegt dat de methode kan worden gebruikt om genen te bepalen en te controleren die de afweer van planten tegen ziekteverwekkers verbeteren en op hun beurt de opbrengsten voor boeren verbeteren.

"Er zijn echte kansen voor de toekomst... Het opent echt nieuwe deuren voor plantenonderzoek, " hij zegt. “Het is heel spannend voor ons, voor plantenwetenschappen en ook voor de landbouw.”

Tot op dit punt, optogenetica - de methode om biologisch gedrag te beïnvloeden door middel van licht - is voornamelijk getest in dierlijke cellen, gist en bacteriën. Het is ook begonnen te worden gefaseerd in klinische proeven op mensen. Voorafgaand aan deze studie, plantwetenschappers hadden moeite om gebruik te maken van optogenetica omdat planten al licht gebruiken om hun groei te voeden. Elke genschakelaar die door licht wordt bestuurd, zou dat proces actief houden.

Miller en zijn team hebben dit probleem overwonnen door gekleurd licht en ontdekten dat het rode licht in hun systeem zich kan richten op een plantengen van belang, dienen als een "aan-schakelaar" om zijn functie uit te voeren. Een wit licht, blauw licht of ver rood licht werkt dan als een "uit-schakelaar" voor de activiteit van het gen.

Miller zegt dat deze methode minder belastend is voor planten dan de gebruikelijke wegen, zoals drugs of chemicaliën, waardoor genen de hele tijd ingeschakeld blijven terwijl ze worden bestudeerd.

“Als een gen de hele tijd onnodig ‘aan’ staat, zou dat een verspilling van energie en cellulaire bronnen zijn. " hij zegt. "Het op het verkeerde moment tot expressie brengen van een gen kan mogelijk ook interfereren met plantprocessen, zoals groei en ontwikkeling, dus het is echt belangrijk om te controleren wanneer en waar genen tot expressie worden gebracht."

Miller voegt eraan toe dat de volgende stap in zijn onderzoek de uitbreiding van de methode op andere genenplanten zal zijn. Hij zegt dat het een effectieve basis is die kan helpen bij het beantwoorden van veel fundamentele vragen over planten. Nutsvoorzieningen, het is tijd om het potentieel ervan te verkennen.