کله چې ژیاوسي مینګ او ژیکای لیانګ څو کاله دمخه لومړی نظر وړاندیز وکړ ، جیمز شنبل شکمن و. لږ تر لږه ووایو.
"ښه، تاسو هڅه کولی شئ، مګر زه فکر نه کوم چې دا به کار وکړي،" د کرنې او باغدارۍ همکار پروفیسور مینګ او لیانګ ته وویل، بیا د نیبراسکا – لنکن په پوهنتون کې د سکنبل په لابراتوار کې پوسټ دوکتورا څیړونکي.
هغه غلط و او په ناڅاپي توګه، هیڅکله خوشحاله نه و. بیا هم په هغه وخت کې، شنبل د ابرو پورته کولو لپاره مناسب دلیل درلود. د دوی نظر - دا چې د یخ حساس فصلونو DNA سلسله چې سخت یخ ته تسلیمیږي کولی شي وړاندوینې کې مرسته وکړي چې څومره وحشي ، سخت نباتات د یخ حالت برداشت کوي - زړور ښکاري. لږ تر لږه ووایو. بیا هم، دا د ټیټ خطر، لوړ انعام وړاندیز و. ځکه چې که مینګ او لیانګ وکولی شي دا کار وکړي ، نو ممکن د یخ په وړاندې حساس فصلونه لږ یا حتی د دوی د یخ مقاومت لرونکي سیالانو په څیر ګړندي کړي.
د نړۍ ځینې خورا مهم فصلونه په استوایی سیمو کې پالل شوي - جوار په سویلي مکسیکو کې ، جوار په ختیځ افریقا کې - کوم چې په دوی باندې د یخ یا یخنۍ په وړاندې د دفاع رامینځته کولو لپاره هیڅ انتخابي فشار نه راوړي. کله چې دا فصلونه په سخت اقلیم کې کرل کیږي، د یخ په وړاندې د دوی حساسیت محدودوي چې څومره ژر کرل کیدی شي او څومره ناوخته یې کرل کیدی شي. د ودې لنډ فصلونه د فوتوسنتز لپاره د لږ وخت سره مساوي دي، چې په پایله کې د نړۍ د نفوسو لپاره د لږو حاصلاتو او لږ خوراکي توکو د تولید تمه کیږي چې تر 10 پورې به 2050 ملیارد خلکو ته ورسیږي.
سړه هوا
د نباتاتو ډولونه چې دمخه په سړه اقلیم کې وده کوي، په عین حال کې، د ساړه برداشت کولو لپاره چلونه رامینځته شوي. دوی کولی شي خپل سیلولر غشا بیا تنظیم کړي ترڅو په ټیټ تودوخې کې مایعات وساتي ، د غشا د یخولو او ماتیدو مخه ونیسي. دوی کولی شي د دې غشا دننه او شاوخوا مایعاتو ته د بورې ډش اضافه کړي ، د دوی یخنۍ نقطه په ورته ډول ټیټوي لکه مالګه چې د سړک غاړې ته کوي. دوی حتی کولی شي پروټینونه تولید کړي چې د یخ کریسټالونو څخه د وړو یخ کرسټالونو سره مخ کیږي مخکې لدې چې دا کرسټالونه د حجرو په مینځلو ډله کې وده وکړي.
دا ټول دفاع د جینیاتي کچې څخه سرچینه اخلي، که څه هم نه یوازې د DNA په ترتیب کې. کله چې نباتات په یخولو پیل وکړي، دوی کولی شي په لازمي ډول د ځینې جینونو په بندولو یا فعالولو سره ځواب ووایی - د دوی د جینیاتي لارښوونو لارښودونو ته د لیږد او ترسره کیدو مخه ونیسي یا اجازه ورکړي. پدې پوهیدل چې د یخنۍ تودوخې په مقابل کې کوم جینونه د یخ مقاومت لرونکي بوټي بندیږي او فعالیږي، نو بیا، د څیړونکو سره مرسته کولی شي د دوی د قلعې بنسټونه په ګوته کړي او بالاخره د ساړه حساسو فصلونو لپاره ورته دفاع انجینر کړي.
مګر شنبل هم پوهیده، لکه څنګه چې مینګ او لیانګ وکړ، حتی یو ورته جین اکثرا د نباتاتو په ټولو ډولونو کې، حتی د نږدې سره تړلي ساړه ته مختلف ځواب ورکوي. دا پدې مانا ده چې په خواشینۍ سره، دا پوهیدل چې څنګه جین په یو ډول کې یخ ته غبرګون ښیې د نباتاتو ساینس پوهانو ته ویل کیږي چې په بل کې د جین د چلند په اړه هیڅ حتمي نه دي. دا غیر وړاندوینه، په بدل کې، د هغو مقرراتو زده کولو هڅو مخه نیسي چې د جین غیر فعال یا فعالوي.
شینبل وویل: "موږ لاهم واقعیا ، واقعیا په دې پوهیدو کې خراب یو چې ولې جینونه بند او فعال کیږي."
د جوارو نباتات
د اصولو د کتاب نشتوالي سره، څیړونکي د ماشین زده کړې ته مخه کړه، د مصنوعي استخباراتو یوه بڼه چې کولی شي په اصل کې خپل ځان ولیکي. دوی په ځانګړي ډول د څارل شوي طبقه بندي ماډل رامینځته کړی - هغه ډول چې کولی شي د کافي لیبل شوي عکسونو سره وړاندې شي ، ووایه ، پیشوګانې او نه - پیشوګانې ، په نهایت کې د وروستي څخه پخوانی توپیر کول زده کړي. ټیم په پیل کې خپل ماډل د جوار څخه د ترتیب شوي جینونو لوی انبار سره وړاندې کړ، د دې جینونو د اوسط فعالیت کچې سره کله چې نبات د تودوخې تودوخې سره مخ و. شنبل وویل، ماډل د هر جوار جین لپاره "هر هغه ځانګړتیا چې موږ یې فکر کولی شو" هم تغذیه شوي، شنبل وویل، د هغې اوږدوالی، ثبات او د دې او نورو نسخو ترمنځ توپیرونه په نورو جوارو بوټو کې موندل شوي.
وروسته، څیړونکو خپل ماډل د دې جینونو په یوه فرعي سیټ کې د معلوماتو یوازې یوه ټوټه پټولو سره ازموینه وکړه: ایا دوی د یخنۍ تودوخې پیل کیدو ته ځواب ووایی ، یا ایا دوی ندي. د جینونو د ځانګړتیاوو په تحلیل کولو سره چې ورته ویل شوي یا ځواب ورکوونکي یا غیر ځواب ویونکي وو، ماډل معلومه کړه چې د دې ځانګړتیاوو کوم ترکیب د هر یو سره تړاو لري - او بیا یې په بریالیتوب سره د پاتې، اسرار بکس جینونو اکثریت په خپلو سمو کټګوریو کې ځای پرځای کړل.
دا یو امید لرونکی پیل و، بې له شکه. مګر اصلي ازموینه پاتې شوه: ایا ماډل کولی شي هغه روزنه واخلي چې په یو ډول کې یې ترلاسه کړې وه او په بل ډول یې پلي کولی شي؟
ځواب حتمي هو وه. وروسته له دې چې د DNA ډیټا سره له شپږو نوعو څخه روزل شوي - جوار، جوار، جوار، جوار جوار، پروسو جوار، فاکسټیل جوار یا سویچ ګراس - دا ماډل په عمومي ډول د دې وړتیا درلوده چې اټکل وکړي چې په نورو پنځو کې کوم جین به یخ کولو ته ځواب ووايي. د شنبل د حیرانتیا لپاره، ماډل حتی کله چې د ساړه حساس ډولونو په اړه روزل شوی و - جوار، جوار، موتی یا پروسو جوار - مګر د سړه مقاومت فاکسټیل جوار یا سویچ ګراس کې د جین غبرګونونو اټکل کولو دنده په غاړه درلوده.
نمونه
هغه وویل: "هغه موډلونه چې موږ یې روزلي د نوعو په اوږدو کې نږدې ورته کار کاوه لکه څنګه چې تاسو واقعیا په یو ډول کې ډاټا لرئ او په ورته ډول کې د وړاندوینې کولو لپاره داخلي ډیټا کارولې ،" هغه وویل ، د حیرانتیا نښه څو میاشتې وروسته د هغه په غږ کې پاتې کیږي. "ما به واقعیا دا وړاندوینه نه وه کړې."
"دا نظر چې موږ کولی شو دا ټول معلومات په کمپیوټر کې تغذیه کړو، او دا کولی شي لږترلږه ځینې مقررات معلوم کړي چې وړاندوینې وکړي چې کار کوي، لاهم زما لپاره یو ډول حیرانتیا ده."
دا وړاندوینې کولی شي په ځانګړي توګه ګټور ثابت شي کله چې بدیل په پام کې ونیول شي. د شاوخوا یوې لسیزې راهیسې، د نباتاتو بیولوژیست په حقیقت کې د RNA مالیکولونو شمیر اندازه کولو توان لري - هغه څوک چې د DNA لارښوونو لیږد او لیږد مسولیت لري - په ژوندی نبات کې د هر جین لخوا تولید شوي. مګر پرتله کول چې د جین بیان څنګه په ژوندیو نمونو کې ساړه ته ځواب ووایی، او په ډیری ډولونو کې، یو دردناک کار دی، شینبل وویل. دا په ځانګړې توګه د وحشي نباتاتو سره ریښتیا ده، چې تخمونه یې حتی ترلاسه کول ستونزمن وي. دا تخمونه ممکن د توقع په وخت کې ټوکیدنه ونه کړي، که هر څه وي، او د ودې لپاره کلونه وخت نیسي. حتی که دوی وکړي، هر پایله لرونکی نبات باید په ورته، کنټرول شوي چاپیریال کې کرل شي او په ورته پرمختیایي مرحله کې مطالعه شي.
نور ډولونه
دا ټول د کافي وحشي ډولونو څخه د کافي ځنګلي نمونو وده کولو لپاره لویه ننګونه رامینځته کوي ترڅو د سړې په وړاندې د دوی د جینونو عکس العملونه نقل او احصایوي ارزونه وکړي.
شینبل وویل: "که موږ واقعیا غواړو هغه جینونه ترلاسه کړو چې مهم دي - دا واقعیا رول لوبوي چې نبات څنګه سړې سره تطابق کوي - موږ اړتیا لرو له دوه څخه ډیر ډولونه وګورو ،" شینبل وویل. "موږ غواړو د ډولونو یوې ډلې ته وګورو چې د یخ په وړاندې مقاومت لري او یوه ډله چې حساس دي، او نمونې وګورو: "دا ورته جین تل په یو کې ځواب ورکوي او تل په بل کې ځواب نه ورکوي."
"دا یو واقعی لوی او ګران تجربه ګرځیدل پیل کوي. دا به واقعیا ښه وي که موږ یوازې د دې ډولونو د DNA ترتیبونو څخه وړاندوینې کولی شو د دې پرځای چې ووایو ، د 20 ډولونه واخلو او هڅه وکړو چې ټول په ورته مرحله کې ترلاسه کړو ، دا ټول د ورته فشار درملنې له لارې واچوو ، او په هر نوع کې د هر جین لپاره تولید شوي RNA اندازه اندازه کړئ.
خوشبختانه د ماډل لپاره، څیړونکو لا دمخه د 300 څخه زیات د نباتاتو ډولونو جینومونه ترتیب کړي دي. روانې نړیوالې هڅې کولی شي دا شمیر په راتلونکو څو کلونو کې 10,000 ته لوړ کړي.
که څه هم ماډل لا دمخه د هغه له معتدل توقعاتو څخه په پراخه کچه تجاوز کړی ، شنبل وویل چې بل ګام به بیا هم "خپل ځان او نور خلک قانع کول" شامل وي چې دا هماغسې کار کوي لکه څنګه چې دا تر دې دمه کار کوي. تر نن نیټې پورې د ازموینې په هره قضیه کې، څیړونکو له ماډل څخه وغوښتل چې دوی ته ووایي چې دوی دمخه پوهیدل. هغه وویل، وروستۍ ازموینه به هغه وخت راشي کله چې انسانان او ماشین دواړه له پیل څخه پیل شي.
هغه وویل: "راتلونکې لویه تجربه چې زه فکر کوم چې موږ یې باید ترسره کړو د داسې ډولونو په اړه وړاندوینې کول دي چیرې چې موږ هیڅ معلومات نه لرو." "د خلکو قانع کولو لپاره چې دا واقعیا په هغه قضیو کې کار کوي چیرې چې حتی موږ ځوابونه نه پوهیږو."
دې ټیم خپلې موندنې د ملي علومو اکاډمۍ پروسیډینګ ژورنال کې راپور کړې. مینګ، لیانګ او شنبل د نیبراسکا ریبیکا روسټن، یانګ ژانګ، سمیرا محبوب او د لیسانس زده کونکي ډینیل نګو سره، د شیډونګ کرهنیز پوهنتون څخه د لیدونکي عالم ژیورو دای سره دا مطالعه لیکلې.
د نورو معلوماتو لپاره:
د نبراسکا لینکن پوهنتون
www.unl.edu