Informator uniwersytecki
Wyróżnienie Polskiej Akademii Nauk
Wyróżnienie Polskiej Akademii Nauk za najlepszą pracę dla dr inż. Karoliny Dudziak, profesor UM.
Większość społeczeństwa ma już podstawą wiedzę w zakresie techniki PCR. Zmusiła nas do tego trwająca od ponad dwóch lat pandemia SARS-CoV-2 i konieczność wykonywania testów na obecność koronawirusa. Ilościowy PCR, tzw. qPCR (ang. quantitative PCR) stanowi technikę bardziej zaawansowaną i czułą, pozwalającą na określenie ekspresji, czyli aktywności danego genu w czasie rzeczywistym. Metoda ta jest szczególnie ciekawa w perspektywie analizy danego organizmu pod kątem odpowiedzi na stres. Do przeprowadzenia prawidłowej analizy niezbędne jest jednak w tym przypadku użycie odpowiednich genów referencyjnych (RG, ang. reference genes), inaczej nazywanych housekeeping genes, czyli takich, których ekspresja charakteryzuje się stałym poziomie w określonych warunkach. Przez lata w tego typu badaniach wykorzystywano tzw. geny standardowe, których ekspresja powinna być stała i stabilna bez względu na warunki czy nawet organizm, takie jak np. geny kodujące aktynę, tubulinę, ubikwitynę czy GAPDH. W ostatnim czasie pojawiły się jednak liczne doniesienia naukowe wskazujące, że ekspresja tych standardowych genów może się wahać nawet pomiędzy tkankami tego samego organizmu. Z tego powodu zaczęto dobierać geny referencyjne indywidualnie dla każdego eksperymentu. Podejście to stanowiło dla nas interesujący temat, który postanowiliśmy wykorzystać w naszych badaniach skupiających się na analizie genów związanych ze szlakiem przekazywania sygnałów przez kaskadę MAPK (ang. Mitogen Activated Protein Kinases) oraz układem antyoksydacyjnym w warunkach stresu osmotycznego w roślinach pszenicy zwyczajnej. Dodatkowo uznaliśmy, że wyniki naszego eksperymentu mogą być szczególnie interesujące ze względu na użyty materiał roślinny. Stanowił on bowiem zestaw unikalnych linii substytucyjnych odmiany odpornej na suszę ‘Saratovskaya 29’ (S29) i odmiany wrażliwej ‘Janetzkis Probat’ (JP) uzyskany dzięki współpracy z prof. Andreasem Börenerem z Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK, Gatersleben, Niemcy).
W naszych badaniach połączyliśmy analizę opartą na standardowych RG i nowych genach uzyskanych za pomocą narzędzia RefGenes z bazy danych Genevestigator w celu określenia optymalnego RG dla siewek pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) poddanych krótkotrwałemu stresowi osmotycznemu. Do analizy wyników i wyboru najlepszego RG zastosowano następnie szereg platform wykorzystujących różne algorytmy, w tym geNorm, NormFinder, BestKeeper i RefFinder. Badania zakończyły się sukcesem, bowiem pozwoliły na identyfikację nowego genu, który wykazał najbardziej stabilny poziom ekspresji w testowanych liniach Triticum aestivum L. w warunkach deficytu wody.
Rosnący światowy problem związany z występowaniem suszy oraz ekonomiczne znaczenie zbóż mają odzwierciedlenie w coraz większej ilości doniesień naukowych skupiających się na tym temacie. Biorąc pod uwagę ten fakt, zidentyfikowany przez nas gen może być w przyszłości szeroko wykorzystany jako RG w kolejnych doświadczeniach związanych z analizami ekspresji genów w podobnych warunkach eksperymentalnych.
Autor: dr n. rolniczych Karolina Dudziak (profesor UM) – zdobywczyni wyróżnienia Polskiej Akademii Nauk za pracę pt. „Identification of stable reference genes for qPCR studies in common wheat (Triticum aestivum L.) seedling under short-term drought stress”.
