محققین پودوں کے خلیوں کی تفریق کو کنٹرول کرنے والے جینوں کے اظہار کو منظم کرکے پودوں کی تخلیق نو کا ایک نیا طریقہ تیار کر رہے ہیں۔

 تصویر: پودوں کی تخلیق نو کے روایتی طریقوں کے لیے پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز جیسے ہارمونز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ انواع کے لیے مخصوص اور محنتی ہو سکتے ہیں۔ ایک نئی تحقیق میں، سائنس دانوں نے پودوں کے خلیات کی تفریق (خلیہ کے پھیلاؤ) اور دوبارہ تفریق (organgenesis) میں شامل جینوں کے فعل اور اظہار کو منظم کرکے پودوں کی تخلیق نو کا ایک نیا نظام تیار کیا ہے۔ مزید دیکھیں
پودوں کی تخلیق نو کے روایتی طریقوں کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔پلانٹ کی ترقی کے ریگولیٹرزجیسےہارمونs، جو پرجاتیوں کے لیے مخصوص اور محنت کش ہو سکتا ہے۔ ایک نئی تحقیق میں، سائنس دانوں نے پودوں کے خلیات کی تفریق (خلیہ کے پھیلاؤ) اور دوبارہ تفریق (organgenesis) میں شامل جینوں کے فعل اور اظہار کو منظم کرکے پودوں کی تخلیق نو کا ایک نیا نظام تیار کیا ہے۔
پودے کئی سالوں سے جانوروں اور انسانوں کی خوراک کا بنیادی ذریعہ رہے ہیں۔ اس کے علاوہ، پودوں کو مختلف دواسازی اور علاج کے مرکبات نکالنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم، ان کا غلط استعمال اور خوراک کی بڑھتی ہوئی مانگ پودوں کی افزائش کے نئے طریقوں کی ضرورت کو اجاگر کرتی ہے۔ پلانٹ بائیوٹیکنالوجی میں پیشرفت جینیاتی طور پر تبدیل شدہ (جی ایم) پلانٹس تیار کرکے مستقبل میں خوراک کی کمی کو دور کرسکتی ہے جو موسمیاتی تبدیلیوں کے لیے زیادہ پیداواری اور لچکدار ہیں۔
قدرتی طور پر، پودے مختلف ساختوں اور افعال کے ساتھ خلیات میں تفریق اور دوبارہ تفریق کرکے ایک واحد "ٹوٹپوٹینٹ" سیل (ایک خلیہ جو متعدد خلیوں کی اقسام کو جنم دے سکتا ہے) سے مکمل طور پر نئے پودوں کو دوبارہ تخلیق کر سکتے ہیں۔ پودوں کے ٹشو کلچر کے ذریعے ایسے ٹوٹی پوٹینٹ خلیوں کی مصنوعی کنڈیشنگ بڑے پیمانے پر پودوں کے تحفظ، افزائش نسل، ٹرانسجینک انواع کی پیداوار اور سائنسی تحقیقی مقاصد کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ روایتی طور پر، پودوں کی تخلیق نو کے لیے ٹشو کلچر میں خلیوں کی تفریق کو کنٹرول کرنے کے لیے پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز (GGRs)، جیسے کہ آکسینز اور سائٹوکینینز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، پودوں کی انواع، ثقافت کے حالات اور بافتوں کی قسم کے لحاظ سے زیادہ سے زیادہ ہارمونل حالات نمایاں طور پر مختلف ہو سکتے ہیں۔ لہذا، تلاش کے بہترین حالات پیدا کرنا ایک وقت طلب اور محنت طلب کام ہوسکتا ہے۔
اس مسئلے پر قابو پانے کے لیے، ایسوسی ایٹ پروفیسر توموکو اکاوا، چیبا یونیورسٹی سے ایسوسی ایٹ پروفیسر مائی ایف منامیکاوا، ناگویا یونیورسٹی کے گریجویٹ اسکول آف بائیو ایگریکلچرل سائنسز کے پروفیسر ہیتوشی ساکاکیبارا اور میکیکو کوجیما، جو ایک ماہر ٹیکنیشن ہیں، کے ساتھ مل کر، RIKEN RS کنٹرول پلانٹ کے ذریعے RIKEN RS کنٹرول کے طریقہ کار کو تیار کیا۔ پودوں کی تخلیق نو کو حاصل کرنے کے لیے "ترقیاتی طور پر ریگولیٹڈ" (DR) سیل تفریق جین کا اظہار۔ 3 اپریل 2024 کو فرنٹیئرز ان پلانٹ سائنس کے والیم 15 میں شائع ہوا، ڈاکٹر اکوا نے اپنے تحقیقی کام کے بارے میں مزید معلومات فراہم کی، یہ بتاتے ہوئے: "ہمارا نظام بیرونی PGRs کا استعمال نہیں کرتا، بلکہ اس کے بجائے خلیوں کی تفریق کو کنٹرول کرنے کے لیے ٹرانسکرپشن فیکٹر جینز کا استعمال کرتا ہے۔
محققین نے Arabidopsis thaliana (ایک ماڈل پلانٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے) سے دو DR جینوں، بی بی بوم (BBM) اور WUSCHEL (WUS) کا ایکٹوپک طور پر اظہار کیا اور تمباکو، لیٹش اور پیٹونیا کے ٹشو کلچر کی تفریق پر ان کے اثرات کا جائزہ لیا۔ BBM ایک ٹرانسکرپشن عنصر کو انکوڈ کرتا ہے جو برانن کی نشوونما کو منظم کرتا ہے، جب کہ WUS ایک ٹرانسکرپشن فیکٹر کو انکوڈ کرتا ہے جو شوٹ اپیکل میریسٹم کے علاقے میں اسٹیم سیل کی شناخت کو برقرار رکھتا ہے۔
ان کے تجربات سے معلوم ہوا کہ Arabidopsis BBM یا WUS کا اکیلے اظہار تمباکو کے پتوں کے بافتوں میں خلیے کی تفریق پیدا کرنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ اس کے برعکس، فعال طور پر بڑھا ہوا BBM اور فعال طور پر ترمیم شدہ WUS کا باہمی اظہار ایک تیز رفتار خود مختار تفریق فینوٹائپ کو آمادہ کرتا ہے۔ پی سی آر کے استعمال کے بغیر، ٹرانسجینک پتوں کے خلیے کالس (غیر منظم سیل ماس)، سبز اعضاء کی طرح کے ڈھانچے اور آنے والی کلیوں میں فرق کرتے ہیں۔ کوانٹیٹیٹو پولیمریز چین ری ایکشن (qPCR) تجزیہ، ایک طریقہ جو جین ٹرانسکرپٹس کی مقدار درست کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، نے ظاہر کیا کہ Arabidopsis BBM اور WUS اظہار ٹرانسجینک کالی اور شوٹس کی تشکیل سے منسلک ہے۔
خلیات کی تقسیم اور تفریق میں فائٹو ہارمونز کے اہم کردار پر غور کرتے ہوئے، محققین نے چھ فائٹو ہارمونز کی سطحوں کی مقدار درست کی، یعنی آکسین، سائٹوکِنن، ابسیسِک ایسڈ (اے بی اے)، گبریلین (جی اے)، جیسمونک ایسڈ (جے اے)، سیلیسیلک ایسڈ (ایس اے) اور ٹرانس میں اس کے میٹابولائٹس۔ ان کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ایکٹو آکسین، سائٹوکینین، اے بی اے، اور غیر فعال GA کی سطح بڑھ جاتی ہے کیونکہ خلیات اعضاء میں فرق کرتے ہیں، جو پودوں کے خلیوں کی تفریق اور آرگنوجنیسس میں ان کے کردار کو نمایاں کرتے ہیں۔
اس کے علاوہ، محققین نے آر این اے سیکوینسنگ ٹرانسکرپٹومس کا استعمال کیا، جو کہ جین کے اظہار کے گتاتمک اور مقداری تجزیے کا ایک طریقہ ہے، تاکہ فعال تفریق کو ظاہر کرنے والے ٹرانسجینک خلیوں میں جین کے اظہار کے نمونوں کا اندازہ کیا جا سکے۔ ان کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ خلیے کے پھیلاؤ اور آکسین سے متعلق جینز کو الگ الگ ریگولیٹڈ جینز میں افزودہ کیا گیا تھا۔ کیو پی سی آر کا استعمال کرتے ہوئے مزید معائنے سے یہ بات سامنے آئی کہ ٹرانسجینک خلیات نے چار جینوں کے اظہار میں اضافہ یا کمی کی ہے، جن میں ایسے جین بھی شامل ہیں جو پودوں کے خلیات کی تفریق، میٹابولزم، آرگنوجنیسیس، اور آکسین ردعمل کو منظم کرتے ہیں۔
مجموعی طور پر، یہ نتائج پودوں کی تخلیق نو کے لیے ایک نئے اور ورسٹائل نقطہ نظر کو ظاہر کرتے ہیں جس کے لیے PCR کے بیرونی استعمال کی ضرورت نہیں ہے۔ اس کے علاوہ، اس مطالعہ میں استعمال کیا جانے والا نظام پودوں کے خلیوں کی تفریق کے بنیادی عمل کے بارے میں ہماری سمجھ کو بہتر بنا سکتا ہے اور مفید پودوں کی انواع کے بائیوٹیکنالوجیکل انتخاب کو بہتر بنا سکتا ہے۔
اپنے کام کی ممکنہ ایپلی کیشنز پر روشنی ڈالتے ہوئے، ڈاکٹر اکوا نے کہا، "اطلاع شدہ نظام پی سی آر کی ضرورت کے بغیر ٹرانسجینک پودوں کے خلیات کی سیلولر تفریق پیدا کرنے کے لیے ایک ٹول فراہم کرکے پودوں کی افزائش کو بہتر بنا سکتا ہے۔ اس لیے، ٹرانسجینک پودوں کو بطور مصنوعات قبول کرنے سے پہلے، معاشرہ پودوں کی افزائش کو تیز کرے گا اور متعلقہ پیداواری لاگت کو کم کرے گا۔"
ایسوسی ایٹ پروفیسر Tomoko Igawa کے بارے میں ڈاکٹر Tomoko Ikawa گریجویٹ سکول آف ہارٹیکلچر، سینٹر فار مالیکیولر پلانٹ سائنسز، اور سینٹر فار اسپیس ایگریکلچر اینڈ ہارٹیکلچر ریسرچ، چیبا یونیورسٹی، جاپان میں اسسٹنٹ پروفیسر ہیں۔ اس کی تحقیقی دلچسپیوں میں پودوں کی جنسی تولید اور نشوونما اور پلانٹ بائیو ٹیکنالوجی شامل ہیں۔ اس کا کام مختلف ٹرانسجینک نظاموں کا استعمال کرتے ہوئے جنسی تولید اور پودوں کے خلیوں کی تفریق کے مالیکیولر میکانزم کو سمجھنے پر مرکوز ہے۔ اس کی ان شعبوں میں کئی اشاعتیں ہیں اور وہ جاپان سوسائٹی آف پلانٹ بائیو ٹیکنالوجی، بوٹینیکل سوسائٹی آف جاپان، جاپانی پلانٹ بریڈنگ سوسائٹی، جاپانی سوسائٹی آف پلانٹ فزیالوجسٹ، اور انٹرنیشنل سوسائٹی فار دی اسٹڈی آف پلانٹ سیکسول ری پروڈکشن کی رکن ہیں۔
ہارمونز کے بیرونی استعمال کے بغیر ٹرانسجینک خلیوں کی خود مختار تفریق: اینڈوجینس جینز کا اظہار اور فائٹو ہارمونز کا برتاؤ
مصنفین کا اعلان ہے کہ یہ تحقیق کسی تجارتی یا مالی تعلقات کی عدم موجودگی میں کی گئی تھی جسے مفادات کے ممکنہ تصادم کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔
اعلان دستبرداری: AAAS اور EurekAlert EurekAlert پر شائع ہونے والی پریس ریلیز کی درستگی کے ذمہ دار نہیں ہیں! معلومات فراہم کرنے والی تنظیم یا EurekAlert سسٹم کے ذریعے معلومات کا کوئی بھی استعمال۔