தாவரங்கள் ஒரு சோமாடிக் கலத்திலிருந்து முழுமையாக (Plant regeneration) மீளுருவாக்கம் செய்யும் தனித்துவமான திறனைக் கொண்டுள்ளது. அதாவது, பொதுவாக இனப்பெருக்கத்தில் பங்கேற்காத ஒரு சாதாரண செல்.
இந்த செயல்முறையானது தாவரத்தின் மறுகட்டமைப்பிற்கு முக்கியமாக இருக்கும் பக்கவாட்டு உறுப்புகளை தோற்றுவிக்கும் ஒரு ஷூட் அபிகல் மெரிஸ்டெம் (SAM) இன் டி நோவோ உருவாக்கத்தை உள்ளடக்கியது. செல்லுலார் மட்டத்தில், SAM உருவாக்கம் நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை கட்டுப்பாட்டாளர்களால் (மரபணுக்கள்/புரத மூலக்கூறுகள்) இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.
அவை முறையே படப்பிடிப்பு மீளுருவாக்கம் தூண்டலாம் அல்லது கட்டுப்படுத்தலாம். ஆனால் எந்த மூலக்கூறுகள் இதில் ஈடுபட்டுள்ளன? இன்னும் கண்டறியப்படாத பிற ஒழுங்குமுறை அடுக்குகள் உள்ளதா? மேற்கூறிய கேள்விகளுக்கான பதில்களைத் தேட, ஜப்பானின் நாரா இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சயின்ஸ் அண்ட் டெக்னாலஜி (NAIST) தலைமையிலான ஆராய்ச்சிக் குழு, மரபணு ஆராய்ச்சியில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அரபிடோப்சிஸ் என்ற தாவரத்தில் செயல்முறையை ஆய்வு செய்தது.
அவர்களின் ஆராய்ச்சி இது அறிவியல் முன்னேற்றங்களில் வெளியிடப்பட்டது. ஷூட் மீளுருவாக்கம் ஒரு முக்கிய எதிர்மறை சீராக்கி அடையாளம் மற்றும் வகைப்படுத்தப்பட்டது. WUSCHEL-தொடர்புடைய ஹோமியோபாக்ஸ் 13 (WOX13) மரபணு மற்றும் அதன் புரதம், டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் (ஆர்என்ஏ-நிலை) அடக்குமுறையாகச் செயல்படுவதன் மூலம் கால்சஸ் செல்களின் மெரிஸ்டெமாடிக் (பிரிக்காத) செயல்பாட்டை எவ்வாறு மேம்படுத்துகிறது. அதன் மூலம் மீளுருவாக்கம் செயல்திறனை பாதிக்கிறது என்பதை அவர்கள் நிரூபித்துள்ளனர்.
“தாவரங்களில் ஷூட் மீளுருவாக்கம் திறனை மேம்படுத்துவதற்கான உத்திகளுக்கான தேடல் நீண்ட காலமாக உள்ளது. ஆனால் அது தொடர்பான ஒழுங்குமுறை வழிமுறைகள் தெளிவாக இல்லாததால் முன்னேற்றம் தடைபட்டுள்ளது. புதிய செல்-ஃபேட் விவரக்குறிப்பு பாதையை வரையறுப்பதன் மூலம் எங்கள் ஆய்வு இந்த இடைவெளியை நிரப்புகிறது” என்று மோமோகோ விளக்குகிறார்.
குழுவின் முந்தைய ஆய்வுகள் திசு சரிசெய்தல் மற்றும் ஒட்டுதலுக்குப் பிறகு உறுப்பு ஒட்டுதலில் WOX13 இன் பங்கை ஏற்கனவே நிறுவியுள்ளன. எனவே, இரண்டு-படி திசு வளர்ப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி ஒரு wox13 அரபிடோப்சிஸ் விகாரியில் (செயல்படாத WOX13 ஆலை) படப்பிடிப்பு மீளுருவாக்கம் கட்டுப்பாட்டில் இந்த மரபணுவின் சாத்தியமான பங்கை அவர்கள் முதலில் சோதித்தனர்.
பினோடைபிக் மற்றும் இமேஜிங் பகுப்பாய்வு WOX13 இல்லாத தாவரங்களில் படப்பிடிப்பு மீளுருவாக்கம் துரிதப்படுத்தப்பட்டது (மூன்று நாட்கள் வேகமாக), மற்றும் WOX13 வெளிப்பாடு தூண்டப்பட்டபோது மெதுவாக இருந்தது. மேலும், சாதாரண தாவரங்களில், WOX13 SAM இல் உள்நாட்டில் குறைக்கப்பட்ட வெளிப்பாடு நிலைகளைக் காட்டியது.
இந்த கண்டுபிடிப்புகள் WOX13 துளிகள் மீளுருவாக்கம் செய்வதை எதிர்மறையாக கட்டுப்படுத்தும் என்று கூறுகின்றன. அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகளை சரிபார்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் wox13 மரபுபிறழ்ந்தவர்கள் மற்றும் காட்டு-வகை (சாதாரண) தாவரங்களை பல நேர புள்ளிகளில் ஆர்என்ஏ-வரிசைமுறையைப் பயன்படுத்தி ஒப்பிட்டனர்.
WOX13 இல்லாதது கால்சஸ்-தூண்டுதல் நிலைமைகளின் கீழ் அரபிடோப்சிஸ் மரபணு வெளிப்பாட்டை கணிசமாக மாற்றவில்லை. இருப்பினும், ஷூட்-தூண்டுதல் நிலைமைகள் wox13 பிறழ்வால் தூண்டப்பட்ட மாற்றங்களை கணிசமாக மேம்படுத்தியது. இது ஷூட் மெரிஸ்டெம் ரெகுலேட்டர் மரபணுக்களை அதிகப்படுத்த வழிவகுத்தது.
சுவாரஸ்யமாக, இந்த மரபணுக்கள் பிறழ்ந்த தாவரங்களில் WOX13 அதிகப்படியான அழுத்தத்தின் 24 மணி நேரத்திற்குள் அடக்கப்பட்டன. ஒட்டுமொத்தமாக, செல் விரிவாக்கம் மற்றும் செல்லுலார் வேறுபாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள செல் சுவர் மாற்றியமைக்கும் மரபணுக்களை நேரடியாகச் செயல்படுத்தும் போது, ஷூட் மெரிஸ்டெம் ரெகுலேட்டர்களின் துணைக்குழுவை WOX13 தடுக்கிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.
அடுத்தடுத்த குவார்ட்ஸ்-சீக்2-அடிப்படையிலான ஒற்றை செல் ஆர்என்ஏ வரிசைமுறை (scRNA-seq) ப்ளூரிபோடென்ட் கால்ஸ் செல்களின் விதியைக் குறிப்பிடுவதில் WOX13 இன் முக்கிய பங்கை உறுதிப்படுத்தியது. இந்த ஆய்வு, ஷூட் ரீஜெனரேஷனின் பிற அறியப்பட்ட எதிர்மறை கட்டுப்பாட்டாளர்களைப் போலல்லாமல், இது கால்சஸிலிருந்து SAM ஐ நோக்கி மாறுவதை மட்டுமே தடுக்கிறது.
மாற்று விதிகளைப் பெறுவதை ஊக்குவிப்பதன் மூலம் WOX13 SAM விவரக்குறிப்பைத் தடுக்கிறது. WUS மற்றும் பிற SAM ரெகுலேட்டர்களை டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனலாகத் தடுப்பதன் மூலமும் செல் சுவர் மாற்றிகளைத் தூண்டுவதன் மூலமும் மெரிஸ்டெமேடிக் அல்லாத செல் விதியை ஊக்குவிப்பதன் மூலம் இது ஒரு பரஸ்பர அடக்குமுறை ஒழுங்குமுறை சுற்று மூலம் இந்த தடுப்பை அடைகிறது.
இந்த வழியில், WOX13 மீளுருவாக்கம் செயல்திறனின் முக்கிய கட்டுப்பாட்டாளராக செயல்படுகிறது. WOX13 ஐ நாக் அவுட் செய்வது, ஷூட் ஃபேட் பெறுவதை ஊக்குவிக்கும் மற்றும் ஷூட் ஒழுங்குமுறை திறனை மேம்படுத்தும் என்பதை எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் காட்டுகின்றன. இதன் பொருள் WOX13 நாக் அவுட் விவசாயம் மற்றும் தோட்டக்கலையில் ஒரு கருவியாக செயல்படுவதோடு, பயிர்களின் திசு வளர்ப்பு-மத்தியஸ்தம் கொண்ட டி நோவோ ஷூட் மீளுருவாக்கம் அதிகரிக்கும்.