Біологи виявляють тимчасові логіки регуляторних генів, що впливають на ефективність використання азоту в рослинах
Нове дослідження потенційно пропонує нові способи контролю та підвищення росту рослин, використовуючи менше азотних добрив, що приносить користь людському харчуванню та навколишньому середовищу.
Група біологів та комп'ютерних вчених прийняла заснований на часі метод машинного навчання, щоб вивести тимчасові логіки сигналізації азоту в рослинах із даних про експресію геному. Робота потенційно пропонує нові способи моніторингу та підвищення росту рослин, використовуючи менше азотних добрив, що принесе користь людському харчуванню та навколишньому середовищу.
Дослідження, яке з'являється в журналі " Працями Національної академії наук"(PNAS) зосереджується на генах регуляторних мереж (ГРН), які визначають, які транскрипційні фактори служать для регулювання генів, необхідних для реагування на азот, що є живильним речовиною, необхідним для розвитку рослин та харчування людини.
"Побудуючи ці регулюючі мережі на основі динамічних реакцій генів на обробку азоту, ми можемо побачити, з часом докладніше, генетичний процес, необхідний для прийому азоту та його перетворення в амінокислоти, що використовуються при синтезі всіх N-вмісних сполук включаючи ДНК, білки та хлорофіл, - пояснює Глорія Коруцці, професор біологічного факультету Нью-Йоркського університету та Центру геномів та системної біології та старший автор статті. "Озброївшись цими новими уявленнями, тепер ми можемо розглянути шляхи підвищення ефективності виробництва продуктів харчування та збагачення стійких заходів сільського господарства щодо зниження споживання азоту, що принесе користь навколишньому середовищу".
Нагадаємо, що Канада має намір посилити заходи з контролю за здоров'ям грунту.
У дослідженні також взяли участь дослідники з Університету Пердью, Іллінойського університету в Урбана-Шампінг, лабораторії Cold Spring Harbour і Французького національного інституту сільськогосподарських досліджень. Дослідження використовувало час - четверте і значною мірою невивчене вимір GRN-з метою кращого з'ясування факторів транскрипції (ТФ), що мають відношення до генетичних реакцій на азот. Зокрема, розуміння того, як фактори транскрипції функціонують в різні моменти часу, можуть дозволити вченим орієнтуватися на ранніх реабілітаторів та прогнозувати тимчасові дії всієї регуляторної мережі генів.
Цей часовий GRN тепер надає багатий набір нормативних знань для інформування тестуючих гіпотез про те, як 155 факторів транскрипції здійснюють регуляторний контроль реакції азоту та його вплив на основні процеси життєдіяльності ядра, такі як циркадний ритм, фотосинтез та метаболізм РНК, серед інших явищ що впливають на ріст рослин, розвиток і урожай.
