Fern-tastic! Genom pakis crowdfunded diterbitkan

Anonim

Pada tanggal 17 Juli 2014, dunia memutuskan ingin mempelajari rahasia genom yang tersembunyi dalam pakis air kecil yang indah, Azolla filiculoides. Mereka tidak hanya ingin tahu, tetapi mereka membayarnya juga — $ 22.160 dari 123 pendukung — melalui situs crowdfunding yang disebut Experiment.com.

Empat tahun kemudian, mereka memiliki apa yang mereka bayar, dan banyak lagi! Proyek ini didukung pada 147% dari tujuan yang dianggarkan, yang memungkinkan para peneliti untuk mengurutkan dan menganalisis genom pakis pertama yang pernah ada. Dengan dana tambahan, mereka bisa mengurutkan pakis kedua, Salvinia cucullata. Hasil mereka muncul bulan ini di jurnal Nature Plants.

Penulis pertama, Fay-Wei Li, adalah seorang profesor di Boyce Thompson Institute di Ithaca, NY, tetapi memulai pencariannya untuk genom Azolla sebagai peneliti mahasiswa pascasarjana di Duke University di Durham, NC. Gelar Ph.D. Penasihatnya adalah Kathleen Pryer, seorang profesor di Duke dan penulis terakhir di atas kertas.

Pryer telah berusaha mendapatkan proyek yang didanai selama hampir dua dekade. "Saya disambut dengan jawaban seperti 'terlalu tidak biasa' dan 'tidak cukup penting', " katanya. Bersama-sama, Pryer dan Li memimpin kampanye online, yang dapat Anda baca lebih lanjut di sini, untuk mendapatkan dukungan untuk proyek tersebut.

Akhirnya, upaya penggalangan dana mereka menarik perhatian Beijing Genomics Institute (BGI) di Shenzhen, Cina, yang menawarkan untuk menyediakan semua kebutuhan sequencing mereka secara gratis. Dengan dukungan tambahan ini, dan kolaborasi yang dipalsukan dengan Henriette Schlupmann di Universitas Utrecht, mereka memulai perjalanan empat tahun untuk menjelajahi ruang genom pakis yang tidak diketahui.

Jadi, apa yang begitu istimewa tentang pakis kecil?

" Azolla memiliki biologi dan sejarah evolusi yang sangat keren, " kata Li. " Azolla terlibat dalam simbiosis dengan cyanobacteria untuk fiksasi nitrogen, dan untuk alasan ini telah digunakan sebagai pupuk hijau untuk sawah di Asia selama ratusan tahun."

Para peneliti menemukan bahwa Azolla tidak memiliki gen yang diperlukan untuk simbiosis arbuskular dan akar-nodul arbuskular yang lebih luas, yang tidak dikaburkan oleh pakis air. Sebaliknya, pakis mengandung beberapa gen khusus untuk interaksi mereka dengan Nostoc, cyanobiont, yang genomnya telah diurutkan sebelumnya.

"Sekarang kami memiliki genom yang tersedia untuk pakis dan cyanobacterium, ada janji besar untuk memasuki rahasia pupuk hayati alami ini yang dapat membantu mengarah pada praktik pertanian berkelanjutan di masa depan, " kata Pryer.

Satu penemuan yang sangat menarik bagi tim peneliti adalah asal-usul gen insektisida penting di pakis, yang baru-baru ini diisolasi dan dipindahkan ke tanaman kapas di mana ia memberikan perlindungan yang luar biasa terhadap serangga hama.

"Ketika Anda masuk ke hutan, biasanya sangat mencolok untuk menemukan bahwa pakis menunjukkan sedikit atau tidak ada tanda kerusakan serangga, " kata Li. Tim menemukan bahwa gen insektisida khusus untuk garis pakis, menjelaskan mengapa sebagian besar tanaman lainnya tidak memiliki ketahanan seperti itu. Selanjutnya, mereka menemukan bahwa gen kemungkinan pertama kali muncul dalam genom pakis melalui transfer gen horizontal dari bakteri.

"Dengan kata lain, kemampuan pakis untuk menangkis herbivora serangga kemungkinan karena 'hadiah genetik' dari bakteri, " kata Li.

Dengan dua genom fern lengkap pertama di ujung jari mereka, para peneliti telah menjawab banyak pertanyaan, tetapi telah menemukan lebih banyak lagi misteri untuk diselidiki. Dan cara apa yang lebih baik untuk membuka rahasia daripada menyimpan genom sequencing?

"Kita akan lebih fern asi untuk mengurutkan lebih banyak genom tastic fern!" kata Li. "Sebagai bagian dari kolaborasi 10K Plant Genomes Project, kami bekerja dengan BGI untuk secara strategis mengambil contoh pohon pakis kehidupan untuk sekuensing genom. Saat ini kami memiliki sekitar 10 spesies pakis dalam pipa sequencing."

Dengan hanya sedikit "kickstart" publik, mereka telah berubah dari 0 menjadi 10 dalam empat tahun.

"Mengetahui bahwa kontribusi keuangan kecil saya dapat menambah dana pengetahuan manusia mengejutkan saya, " kata Lydia Marcell, seorang penulis fiksi yang mendukung proyek melalui Experiment.com. "Memahami gen-gen ini dapat memberikan solusi untuk beberapa masalah besar yang dihadapi planet kita hari ini, saya senang telah menjadi bagian dari itu."

"Pengesahan dan konfirmasi oleh publik dan media bahwa proyek kami penting adalah pengalaman menjangkau dan belajar yang luar biasa bagi kami, " kata Pryer. "Ini sangat menegaskan kembali untuk mengetahui langsung bahwa orang-orang peduli dengan sains murni!"

menu
menu