在低地球轨道上的宇航员可以用新鲜的沙拉来点燃所有那些冷冻干燥的食物。然而,微重力空间环境将以我们刚刚开始了解的方式影响植物生长。在最新一期《植物科学应用》中提出的研究中,佛罗里达大学太空植物实验室的安娜-丽莎保罗博士和罗伯特Ferl博士及其同事表明,可以使用两种不同的转录组学方法来理解植物器官的子成分如何对太空环境做出反应。
RNA-Seq和微阵列是分析给定组织中表达哪些基因(“转录组”)的两种方法。这两种技术都可以量化mRNA转录物,即基因和这些基因编码的蛋白质之间的中间分子,提供了大量关于生物如何对环境线索做出反应的信息。该研究的通讯作者保罗博士说:“当我们观察在空间站上长期生存的植物保存下来的组织时,我们可以看到它们对这种新环境的生理适应的潜在机制。“换句话说,他们在调整什么代谢‘工具’?”
RNA-Seq和微阵列芯片都可以用于非常小的组织样本,考虑到空间实验的极高成本,这一点非常重要。然而,这两种技术在重要方面是不同的。微阵列需要设计芯片来检测已知基因的表达,而RNA-Seq涉及对总RNA进行测序,而不考虑特定的候选RNA转录物。与以往的研究一致,笔者发现这两种方法各有比较优势。RNA-Seq获得了更多基因的表达,包括鲜为人知的基因,而微阵列检测到了一些与航天相关的潜在重要候选基因,这些基因表达水平较低,但RNA-Seq没有检测到。
了解植物对太空环境的反应对于成功地为宇航员提供新鲜食物非常重要。保罗博士说:“太空飞行和探索研究界今天获得的信息将指导植物生物学和栖息地工程,以便在未来的探索计划中成功利用植物。在不久的将来,对绿色植物的需求将变得更加迫切:生长在太空中的植物可以提供新鲜健康的食物和氧气,在漫长的航行中,越来越多的人将聚集在空间站或某一天聚集在其他星球上。
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