체융합
Somatic fusion |
 | 이 기사는 식물의 이상에 대한 정보가 누락되어 있다: 곰팡이(의 인용문 참조) PMID24031488) 박테리아(PMID14545006)에서, 매우 다른 조류(doi:10.1099/00221287-134-3-635)에서, 원생성체가 있는 모든 것이 효과가 있다.(2022년 1월) |
체융합은 원생성 융합이라고도 불리는데, 식물에서 독특한 두 종의 식물이 융합되어 둘 다의 특성을 가진 새로운 혼합식물을 형성하는 유전적 변형의 일종이다.[1]하이브리드는 같은 종의 다른 품종들 사이에서 또는 두 개의 다른 종들 사이에서 생산되었다. (예를 들어, 꽃이 피는 감자 식물과 꽃이 피는 감자 식물 사이)null
체성융합의 사용으로는 감자 잎 굴림병에 내성이 있는 감자식물을 만드는 것이 포함된다.[2]체성융합을 통해 진딧물 벡터에 의해 전염되는 바이러스성 질병에 의해 수확량이 크게 감소하는 작물감자 식물 솔라눔 결핵균은 야생의 비투버성 감자 솔라눔 브레비덴스와 융합되어 질병에 내성이 있다.그 결과로 생긴 잡종은 양쪽 식물의 염색체를 가지고 있고 따라서 폴리플로이드 식물과 유사하다.체성혼합은 니코티아나 글라우카에 칼슨 외 연구진에 의해 처음 도입되었다.[3]null
식물세포의 공정
체융과정은 다음 4단계로 이루어진다.[4]
- 셀룰라아제 효소를 사용하여 원생성체라고 하는 체세포를 생산하기 위해 각 식물의 한 종류 세포벽 제거
- 그런 다음, 세포들은 전기 충격(전류)이나 화학 처리를 사용하여 융합되어 세포와 결합하고 핵들을 융합한다.그 결과로 생긴 융합핵은 헤테로카리온이라고 불린다.
- 그런 다음 호르몬을 사용하여 세포벽의 형성을 유도한다.
- 그리고 나서 그 세포들은 굳은살로 자라나고, 그 다음 식물들로 더 자라나고, 마침내 체성 잡종이라고 알려진 완전한 식물로 성장한다.
위에서 설명한 씨앗 식물에 대한 절차는 전기 충격 없이 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 사용함으로써 이끼 양성자 융합을 시작할 수 있다.게다가 이끼 원생물은 재생에 피토호르몬이 필요하지 않고, 굳은살이 형성되지 않는다.[5]대신 재생이끼 원생성자는 발아 이끼 포자처럼 작용한다.[6]더 주의할 점은 고농도의 질산나트륨과 칼슘 이온을 사용할 수 있다는 것이다. 단, 결과는 유기체에 따라 가변적이다.[7]null
하이브리드 셀의 응용
다른 종류의 체세포는 혼합세포를 얻기 위해 융합될 수 있다.하이브리드 셀은 예를 들어, 다양한 방법으로 유용하다.
(i) 세포분열 및 유전자 발현에 대한 제어를 연구하기 위해,
(ii) 악성 변형을 조사하기 위해,
(iiii) 바이러스 복제를 얻기 위해,
(v) 복합종양(불멸의 세포와 림프구를 생성하는 항체 사이의 세포) 등을 생성하여 단클론 항체를 생산한다.null
체세포혼합을 통한 염색체 지도는 본질적으로 인간과 생쥐의 체세포 융합에 기반을 두고 있다.일반적으로 인간의 섬유소나 백혈구는 생쥐의 연속 세포선과 융합된다.null
인간과 쥐 세포(또는 어떤 두 포유류 종이나 같은 종의 세포)가 혼합될 때, 자발적 세포 융합은 매우 낮은 비율(10-6)에서 일어난다.세포융합은 활성 센다이(파레인플루엔자) 바이러스나 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 자외선에 첨가해 100~1000배 강화된다.null
이들 작용제는 세포의 혈장막에 달라붙어 융합을 용이하게 하는 방법으로 성질을 변화시킨다.두 개의 세포가 융합하면 헤테로카리온 즉, 핵이 두 개 있는 단일 하이브리드 세포가 생성되는데, 핵융합으로 들어가는 각 세포에서 한 개씩이다.그 후 두 핵도 융합하여 하나의 핵으로 하이브리드 셀을 산출한다.null
체세포혼화를 위한 일반화된 계획은 다음과 같이 설명할 수 있다.적절한 인간과 생쥐 세포를 선택하여 비활성화된 센다이 바이러스나 PEG가 있는 곳에서 함께 혼합하여 세포 융합을 촉진한다.일정 기간이 지나면 세포(인간, 마우스, '하이브리드' 세포의 혼합물)는 선택적 매체(예: HAT 매체)에 도금되어 하이브리드 셀의 곱셈만 허용된다.null
따라서 하이브리드 셀의 여러 클론(각각 단일 하이브리드 셀에서 파생됨)은 격리되어 조사 중인 효소/단백질/트레이트의 검출에 대한 세포유전학적 및 적절한 생화학적 분석을 모두 받는다.이제 이 특성의 유무와 하이브리드 클론의 인간 염색체의 유무와 상관관계를 맺으려는 시도가 이루어지고 있다.null
만약 인간 염색체의 존재와 부재 사이에 완벽한 상관관계가 있다면, 그 특성을 지배하는 유전자는 관련 염색체에 위치하는 것으로 간주된다.null
HAT 매체는 하이브리드 셀의 선택에 사용되는 몇 가지 선택적 매체 중 하나이다.이 매체는 저산산산틴, 아미노프테린, 티미딘으로 보충되어 HAT 매질이라는 이름이 붙었다.안티메타볼라이트 아미노페테린은 단순한 당분과 아미노산으로부터 청주와 피리미딘의 세포생합성을 차단한다.null
그러나 보통 핵산 분해로 생성된 청주와 피리미딘을 재활용하는 인양 경로를 통해 매개체에 존재하는 저산산산틴과 티미딘을 활용할 수 있어 정상적인 인간과 생쥐 세포는 여전히 증식할 수 있다.null
히산산틴은 효소 히산산산틴-과닌인산소이보실전달효소(HGPRT)에 의해 구아닌으로 전환되고 티미딘은 티미딘키나아제(TK)에 의해 인산염화되는데, HGPRT와 TK 모두 인양통로의 효소다.null
HAT 매체에서는 활성 HGPRT(HGPRT+)와 TK(TK+) 효소가 있는 세포만이 증식할 수 있는 반면, 이러한 효소가 부족한 세포(HGPRr 및/또는 TK-)는 분열할 수 없다(HAT 매체에 존재하는 아미노프테린으로 인해 청주와 피리미딘을 생산할 수 없기 때문이다.null
HAT 매체를 선택적 물질로 사용하기 위해서는 융합에 사용되는 인간 세포가 HGPRT나 TK에 대해서는 부족해야 하고, 생쥐 세포는 이 쌍의 다른 효소에 대해서는 부족해야 한다.따라서 HGPRT 결핍 인간 세포(TK+HGPRR-로 지정됨)와 TK 결핍 마우스 세포(TK-HGPRT+로 표시됨)를 융합시킬 수 있다.null
이들의 핵융합 제품(하이브리드 세포)은 TK+(인간 유전자 때문에)와 HGPRT+(마우스 유전자 때문에)가 되어 HAT 매체에 증식하는 반면 인간과 마우스 세포는 그렇지 못할 것이다.다른 선택적 매체와의 실험도 비슷한 방식으로 계획할 수 있다.null
체성혼합과 교량화의 특성
- 체세포융합은 성적으로 번식할 수 없는 식물들 사이에서 두 가지 다른 부모 게놈을 재조합할 수 있는 유일한 수단으로 보인다.
- 성소독성(하플로이드, 삼플로이드, 무우플로이드) 식물의 원생성체를 융합하여 비옥한 디플로이드와 폴리플로이드를 생산할 수 있다.
- 체세포융합은 성적 비호환성 장벽을 극복한다.어떤 경우에는 양립할 수 없는 두 식물 사이의 체성 하이브리드가 산업이나 농업에도 적용된다는 것을 발견했다.
- 체세포융합은 세포질 유전자와 그 활동 연구에 유용하며, 이 정보는 식물 번식 실험에 적용될 수 있다.
특정 및 일반 간 융합 성과
| 십자형 | 과 교차됨 |
|---|---|
| 귀리 | 메이즈 |
| 브라시카 시넨시스 | 올레라시아속 |
| 토렌티아 포네리 | T. 바일로니 |
| 브라시카올레라시아속 | 야영지 |
| 다투라이녹시아 | 아트로파 벨라도나 |
| 니코티아나 타바쿰 | 글루티노사 |
| 다투라이녹시아 | D. 칸디다 |
| 아라비도피스탈리아나 | 브라시카 캠페스트리스 |
| 히브리다자리 페투니아 | 비시아 파바 |
표: 참조 #5 참고:표에는 몇 가지 예만 나열되어 있을 뿐, 십자가가 더 많다.이 기술의 가능성은 매우 크다; 그러나 모든 종들이 쉽게 원생동물 배양에 들어가는 것은 아니다.null
참조
- ^ Sink, K. C.; Jain, R. K.; Chowdhury, J. B. (1992). "Somatic Cell Hybridization". Distant Hybridization of Crop Plants. Monographs on Theoretical and Applied Genetics. 16: 168–198. doi:10.1007/978-3-642-84306-8_10. ISBN 978-3-642-84308-2.
- ^ Helgeson JP, Hunt GJ, Haberlach GT, Austin S (1986). "Somatic hybrids between Solanum brevidens and Solanum tuberosum: expression of a late blight resistance gene and potato leaf roll resistance". Plant Cell Rep. 5 (3): 212–214. doi:10.1007/BF00269122. PMID 24248136.
- ^ Hamill, John D.; Cocking, Edward C. (1988). "Somatic Hybridization of Plants and its Use in Agriculture". Plant Cell Biotechnology. 18: 21–41. doi:10.1007/978-3-642-73157-0_3. ISBN 978-3-642-73159-4.
- ^ Torrence, James (2008). "Higher Biology" (2nd ed.). Hodder Gibson.
{{cite journal}}: 인용문은 (도움이) 필요하다. - ^ 딜리 로터, 비르기트 하델러, 호세 M.오르시니, 볼프강 O.아벨, 랄프 레스키(1994):체성 하이브리드에 있는 돌연변이 매크로 엽록체의 운명.감자가 토마토와 혼합될 때, 두 캐릭터는 식물 생리학 143, 72-77이라는 새로운 식물을 전시할 것이다. [1]
- ^ SC 바틀라, 저스틴 키슬링, 랄프 레스키(2002):페닐알킬아민 결합 수용체의 화학적 국산화 작용에 의한 극성 유도에 대한 관찰은 이끼 이끼의 원생성체를 재생하는 것이다.프로토플라즈마 219, 99-105[2]
- ^ 마헤쉬, 식물 분자 생명공학이야2009. 책.
