เว็บสล็อตต้นไม้ครอบครัว: มีการจัดลำดับจีโนมต้นไม้

เว็บสล็อตต้นไม้ครอบครัว: มีการจัดลำดับจีโนมต้นไม้

เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้ถอดรหัสรหัส DNA ของต้นไม้ 

ความสำเร็จนี้ทำให้ต้นฝ้ายสีดำ ซึ่งเป็นชนิดเว็บสล็อตของต้นป็อปลาร์ ซึ่งเป็นพืชชนิดที่สามที่มีการจัดลำดับจีโนม ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2543 นักวิทยาศาสตร์ได้สะกดชื่อส่วนประกอบ DNA ยาวสำหรับข้าวและArabidopsisซึ่งเป็นพืชในตระกูลมัสตาร์ดที่ใช้กันทั่วไปในการทดลองทางพันธุกรรม (SN: 9/3/05, p. 157: Available to Subscriber at Rice, เปิดเผย ; 12/16/00, p. 388: First Plant Genome Thrills Biologists ) แต่เนื่องจากพืชทั้งสองชนิดนี้เป็นไม้ล้มลุก พวกมันจึงขาดยีนบางตัวที่พบได้เฉพาะในต้นไม้และพืชที่มีลำต้นเป็นไม้อื่นๆ ยีนดังกล่าวอาจมีเงื่อนงำในการทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของต้นไม้ เช่น ความสามารถในการผลักสารอาหารในลำต้นและกิ่งก้านในระยะทางไกล และเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงในที่เดียวเป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี

Gerald A. Tuskan นักพันธุศาสตร์ต้นไม้แห่ง Oak Ridge (Tenn.) National Laboratory กล่าวว่าลักษณะเหล่านี้เป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบในห้องทดลอง “สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีขนาดใหญ่และมีอายุยืนยาว ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะศึกษาในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม” เขากล่าว

Tuskan และนักวิทยาศาสตร์จาก 34 สถาบันทั่วโลกร่วมมือกันจัดลำดับจีโนมของต้นฝ้ายสีดำ ( Populus trichocarpa ) นักวิจัยเลือกสายพันธุ์นี้เนื่องจากมีจีโนมที่ค่อนข้างเล็กและมีความสำคัญในระบบนิเวศและการเกษตร

ทีมงานใช้วิธีการที่เรียกว่าการประกอบปืนลูกซอง ในเทคนิคนี้ DNA สายยาวที่ประกอบกันเป็นโครโมโซมแต่ละอันจะถูกตัดเป็นชิ้นเล็ก ๆ แบบสุ่ม ชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องจัดลำดับ ซึ่งจะถอดรหัสรหัสพันธุกรรมของส่วนเล็กๆ ที่ปลายแต่ละชิ้น Tuskan อธิบายว่าหลังจากทำขั้นตอนนี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ทำลาย DNA ในที่ต่างๆ ในแต่ละครั้ง นักวิจัยได้อธิบายจีโนมของต้นฝ้ายสีดำทั้งหมด

ในการวิเคราะห์เบื้องต้นที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science 15 กันยายน นักวิจัยแนะนำว่าต้นไม้ต้นนี้มียีนมากกว่า 45,000 ยีน ซึ่งมากเป็นสองเท่าของที่คาดไว้สำหรับจีโนมมนุษย์ พวกเขายังระบุยีน 93 ยีนที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่ประกอบเป็นผนังเซลล์ของต้นไม้

นักวิทยาศาสตร์อุตสาหกรรมให้ความสนใจเป็นพิเศษกับส่วนประกอบของผนังเซลล์ 2 ส่วนที่เรียกว่าเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส 

ผู้จัดการฝ่ายพัฒนาผลิตภัณฑ์ Art Wiselogel แห่ง Salida, Colo. ผู้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ BBI International กล่าว Wiselogel ตั้งข้อสังเกตว่าส่วนประกอบเหล่านี้สามารถหมักเพื่อสร้างเอทานอล สารเติมแต่งน้ำมันเบนซินหรือทางเลือกอื่น ข้อมูลเกี่ยวกับยีนของต้นฝ้ายสีดำในที่สุดอาจทำให้ต้นไม้กลายเป็นพืชเอทานอลที่สำคัญได้ เขากล่าว

David Neale นักพันธุศาสตร์ต้นไม้แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส กล่าวเสริมว่านักวิจัยอาจใช้จีโนมไม้ค็อตตอนสีดำเพื่อปรับปรุงสุขภาพของต้นไม้ เช่นเดียวกับโครงการจีโนมมนุษย์ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงสุขภาพของผู้คน

“เราสามารถเข้าใจประชากรธรรมชาติของต้นไม้ป่าได้ดีขึ้น และใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อจัดการป่าไม้และสุขภาพ นั่นคือสิ่งที่ฉันหวังว่างานนี้จะเกิดขึ้น” นีลกล่าว

“การค้นพบครั้งนี้ทำให้คาปูชินเป็นแบบจำลองที่น่าสนใจในการติดตามรากเหง้าวิวัฒนาการของการใช้เครื่องมือหิน” วิซัลเบอร์กีกล่าว เนื่องจากล่าสุดคาปูชินมีบรรพบุรุษร่วมกันกับมนุษย์เมื่อประมาณ 35 ล้านปีก่อน ทีมงานเขียนว่า ความสามารถในการใช้เครื่องมือหินมีวิวัฒนาการมาเร็วกว่าที่คิดไว้

ในการตรวจสอบของ Visalberghi ลิงป่าที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ป่าของบราซิลทีละตัวเข้าหาก้อนหินสองหรือสามก้อนซึ่งมีความแข็ง ขนาด หรือน้ำหนักต่างกัน หินก้อนเดียวดีที่สุดสำหรับการแตกต้นปาล์มที่อยู่ใกล้เคียง เกือบตลอดเวลา สัตว์เลือกหินที่เหนือกว่า

ในกรณีหนึ่ง คาปูชินชายที่โตแล้วได้สัมผัสหินสองก้อนที่มีความแข็งเทียบเคียงกันชั่วครู่ก่อนที่จะหยิบขึ้นมาก้อนที่ใหญ่กว่าและหนักกว่า จากนั้นเขาก็เอาหินก้อนนั้นไปที่ท่อนซุงที่ตกลงมาใกล้ๆ หลังจากวางน็อตบนท่อนซุงแล้ว เขาก็ยืนตัวตรงบนทั่งชั่วคราวและทุบเปลือกของน็อตด้วยหินของเขา

การค้นพบดังกล่าวตอกย้ำความสามารถของคาปูชินป่าในการเรียนรู้แบบลองผิดลองถูก Frans de Waal นักไพรเมตวิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Emory ในแอตแลนตากล่าว ดังนั้น การวางแผนจึงไม่จำเป็นต้องส่งผลต่อการตั้งค่าเครื่องมือของสัตว์ ตามที่กล่าวไว้ในรายงานฉบับใหม่ de Waal กล่าว หลังจากใช้เวลาทั้งชีวิตเรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงหินบางประเภทกับความสำเร็จในการทำลายถั่วและความล้มเหลวอื่น ๆ ลิงในการศึกษาใหม่ได้นำความรู้นั้นไปใช้กับทางเลือกในการทดลองโดยอัตโนมัติ

การสังเกตภาคสนามชี้ให้เห็นว่าชิมแปนซีป่ายังพบนิ่วที่ได้ผลโดยเฉพาะสำหรับการแตกร้าวของถั่วประเภทต่างๆ การทดลองเปรียบเทียบชิมแปนซีกับชิมแปนซีป่านั้นทำได้ยาก เนื่องจากหลายคนระมัดระวังตัวจากคนพรานล่าสัตว์บ่อยครั้ง แต่หลักฐานอื่นๆ บ่งชี้ว่าชิมแปนซีสามารถแก้ปัญหาได้จริงโดยใช้การวางแผนและความเข้าใจ

ทีมของ Visalberghi ได้รับอนุญาตให้ศึกษาคาปูชินป่าบนที่ดินส่วนตัวของบราซิล ลิงแปดตัวเข้าร่วมในการทดลอง

สัตว์เสร็จสิ้นการทดลอง 10 ครั้งในแต่ละเงื่อนไขห้าข้อ ในสองเงื่อนไขแรก ตัวเลือกประกอบด้วยหินคู่ที่มีความแข็งหรือขนาดและน้ำหนักต่างกัน ดังนั้น ลิงอาจเลือกระหว่างหินควอตซ์ขนาดใหญ่และหินควอตซ์ขนาดเล็ก หรือระหว่างหินควอตซ์และหินทรายที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งเป็นหินประเภทที่มีแนวโน้มที่จะแตกหักมากกว่าเว็บสล็อต