Kukan kehitystä säätelevien geenien molekyylikloonaus

Abstract

Kukan kehitykseen ja toimintaan vaikuttaa ubikitiini proteasomi-järjestelmä, joka vaikuttaa kaikissa organismeissa hajottamalla säädellysti organismin proteiineja. Järjestelmän vaikutusta kukan kehitykseen on tutkittu vielä vähän, mutta on saatu näyttöä siitä, että se voi mahdollisesti vaikuttaa välttämättömiin kasvisignaaleihin. Tämän takia järjestelmän uskotaan voivan mullistaa koko kasvisignaalien tutkimuksen. Vaikuttamalla kukan kehitykseen uskotaan pystyvän luomaan uudenlaisia kukkia, jotka kestävät paremmin stressiä ja joiden kukinnat kestävät pidempään. Näin voidaan saada esimerkiksi enemmän siemeniä ja hedelmiä. Tämä olisi hyvä asia niin maatalouden kestävälle kehitykselle, kuin yhteiskunnallekin.

Työn tavoitteena oli kloonata kaksi geeniä, jotka toimivat ubikitiini proteasomi-järjestelmässä. Geenit kloonattiin vektoreilla ja E.coli-bakteereilla. Kloonatut geenit voitaisiin tämän jälkeen käyttää tutkimuksiin, joiden tarkoituksena on selvittää, miten geenit vaikuttavat kukan kehitykseen.

Geenit kloonattiin Gateway Technology-menetelmällä, joka käyttää bakteriofagin ja bakteerin luontaista rekombinaatiota hyväkseen siirtääkseen geeni vektoriin. Siirrettäessä geeni menetelmän ”donor”-vektoriin saadaan ”entry clone”. Luotu ”entry clone” siirrettiin bakteeriin, joka pystyy monistamaan geenin nopeasti ja tehokkaasti. Kloonattu geeni siirrettiin tämän jälkeen kolmeen ”destination”-vektoriin, joiden avulla pystytään tutkimaan geeniä erilaisissa tutkimuksissa. Myös nämä vektorit siirrettiin ja kloonattiin samalla menetelmällä. Ensimmäisen sekvensointituloksen perusteella saatiin kloonattua geenit onnistuneesti Gateway technology-menetelmän ”entry clone"-vektoriin. Toisella sekvensointi tuloksella todettiin, että kloonattujen geenien siirto ”destination”-vektoreihin ja näiden kloonaus onnistui kahteen vektoriin. Yhteen vektoriin ei saatu siirrettyä geenejä ollenkaan, minkä takia yhdestä vektorista ei saada tehtyä tarvittavia tutkimuksia. Jos halutaan siirtää geenit vektoriin, pitää koko prosessi tehdä uudestaan. Kahdesta onnistuneesta vektorista voidaan tehdä luotettavasti tarvittavia tutkimuksia.

One of the factors in the development of a flower is the ubiquitin-proteasome system that functions in all organisms by regulating protein degradation. The system is still poorly studied but there are results indicating that the essential plant signaling processes are controlled by the ubiquitin-proteasome system. The system could therefore be groundbreaking in plant investigation. By having an impact on the flowers development it is believed that it can create flowers that can produce bigger flowers and bloom longer, thus we can get more seeds and fruits as yield. This would be a good cause not only for the society but also for the sustainable development of agriculture.

The purpose of this thesis is to clone two genes that affect a flower development. The cloned genes are then ready to be used in scientific research to determine how the genes are affecting the development of the flower.

The genes were cloned by using the Gateway Technology. The method uses the natural recombination of bacteriophage and bacteria when putting the gene into a “donor” vector. Putting a gene into the donor vector creates an entry clone. The cloning is made by transferring the entry vector into bacteria that multiply the gene fast and effectively. The cloned genes are then transferred into three different destination vectors. With the destination vector it is possible to make different kinds of research on the gene. These genes were also transferred and cloned with the Gateway Technology System.

The first sequencing result showed that the genes were successfully transferred and cloned with the entry clone. The second sequencing result showed that the transferring and cloning with the destination vectors was a success with two of the destination vectors. With one destination vector we could not get any results, thus it is not possible to make any more research with it. If there is any necessary research to be done with the genes and the destination vector in the future, the whole process must be executed again. Reliable research can be done with the two successfully transferred and cloned destination vectors.