Projekt badawczy „Inicjowanie i rozwój wierzchołka korzenia bocznego u dzikiego typu Arabidopsis thaliana i u modyfikowanych genetycznie form - badania eksperymentalne i modelowanie komputerowe” jest finansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Jako obiekt badań wybrano rzodkiewnika pospolitego - Arabidopsis thaliana.. To, jak wyjaśnia dr Joanna Szymanowska-Pułka, roślina niewielkich rozmiarów i łatwa w hodowli, która obecnie pełni rolę rośliny modelowej w badaniach laboratoryjnych. „Jej wierzchołek korzenia ma małą liczbę komórek, dzięki czemu znakomicie nadaje się zarówno do eksperymentów, jak i do modelowania komputerowego” – mówi badaczka.

„System korzeniowy pełni wiele funkcji w roślinie: utrzymuje ją w podłożu, dostarcza wodę i składniki odżywcze, a przez jego tkanki transportowane są hormony wzrostowe, które korzeń wymienia z pędem – opowiada dr Szymanowska-Pułka. - Docelowym obiektem zainteresowań są rośliny użytkowe (kukurydza – Zea mais, rzodkiewka – Raphanus sativus, zboża), ale rzodkiewnik pospolity, który okazał się rośliną modelową w biologii, jest powszechnie stosowany jako materiał badawczy w wielu jej dziedzinach: w genetyce, fizjologii, morfogenezie, w tym także do badań rozwoju korzenia.”

Naukowcy prowadzą swoje badania przy użyciu metod biologii molekularnej. Dzięki temu możliwa jest obserwacja ekspresji genów - odczytu informacji genetycznej zawartej w genach, które regulują funkcje korzenia poprzez ich łączenie z genami reporterowymi kodującymi, na przykład białkiem GFP, Green Fluorescent Protein – zielonym białkiem fluoryzującym, które dołączone do innych białek umożliwia ich obserwację, umiejscowienie, przemieszczanie i działanie.

„Podczas badania wzrostu korzeni bocznych możliwe jest śledzenie wszystkich etapów rozwoju nowego organu od momentu jego inicjowania, poprzez pierwsze podziały komórek tkanki miękiszowej korzenia macierzystego do osiągnięcia formy dojrzałej. Proces ten, w przeciwieństwie do rozwoju innych organów roślinnych, jest stosunkowo łatwy do obserwacji. Zastosowanie w badaniach form transgenicznych (zmienionych genetycznie – PAP) tej rośliny może poszerzyć aktualną wiedzę o przebiegu tego procesu” – wyjaśnia badaczka.

Badania będą przebiegać w dwóch etapach: eksperymentalnym i modelowym. „Celem części eksperymentalnej badań jest szczegółowa analiza rozwoju korzeni bocznych u dzikiego typu i wybranych linii transgenicznych Arabidopsis. Materiał empiryczny otrzymany w tym etapie badań stanie się podstawą dla badań modelowych” – opowiada dr Szymanowska-Pułka.

Część modelowa badań ma na celu opracowanie modelu wzrostu i podziałów komórek dla wierzchołka korzenia bocznego Arabidopsis. Zastosowanie modelu w badaniach pozwoli na pokazanie kolejnych etapów rozwoju wierzchołka korzenia bocznego z uwzględnieniem zmian, jakie zachodzą w jego wielkości, kształcie i organizacji komórkowej. Jak mówi badaczka, w celu weryfikacji modelu, jego wynik zostanie porównany z rzeczywistymi układami komórek pochodzącymi z eksperymentu.

„Uzyskane wyniki mogą dostarczyć nowych informacji o rozwoju korzeni bocznych u rzodkiewnika, a model może stać się cennym narzędziem w badaniach porównawczych i rozwojowych korzeni” – wyjaśnia kierownik projektu.
Badania będą prowadzone z zastosowaniem nowoczesnych technik biologii molekularnej oraz mikroskopii optycznej (kontrastowo-fazowa, fluorescencyjna, konfokalna).

Projekt zakończy się w roku 2011.

Szczegółowe informacje dotyczące projektu można znaleźć na stronie internetowej: http://www.us.edu.pl/projekt-badawczy-zakladu-biofizyki-i-morfogenezy-roslin

PAP – Nauka w Polsce, Bogusława Szumiec-Presch