Hromozomi američkog i kineskog kestena ipak nisu toliko slični, barem u jednom ključnom regionu genoma – regionu organizovanja nukleola (NOR).
Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Naučni izveštaji, ima velike implikacije za svakoga ko želi da američkim kestenima pruži otpornost na gljivicu kroz hibridizaciju sa kineskim kestenom.
„Ovo je otkriće bez presedana u oblasti biljne citologije“, kaže Nurul Faridi, genetičar Šumske službe i glavni autor studije.
Tradicionalno ukrštanje, koje uključuje hibridizaciju između dve vrste, ima za cilj da kombinuje idealnu mešavinu osobina dve vrste bez genetskog inženjeringa. Povratno ukrštanje može uspeti samo kada su hromozomi obe vrste kompatibilni. Pošto su kinesko-američki hibridi kestena održivi, ljudi su pretpostavili da su ove dve vrste veoma kompatibilne. Ali nova studija otkriva značajne razlike u NOR-u dve vrste.
NOR je deo svake biljne i životinjske ćelije. Nosi genetska uputstva za pravljenje ribozoma — molekularne mašine koje prave proteine neophodne za život.
NOR se nalazi blizu kraja kratkog kraka određenog hromozoma. Prisutan je u obe vrste, ali u kineskom kestenu je prepun tipa DNK poznatog kao heterohromatin i čini oko 25% hromozoma.
Struktura i sastav ove DNK iznenadili su istraživače – veoma je zgusnut, nema sadržaj gena i transkripcijski je neaktivan. Nasuprot tome, američki satelit kestena je veoma mali i izgleda da je euhromatičan. Euhromatski regioni DNK su transkripciono aktivni.
Faridi je prvi primetio mali par hromozoma kineskog kestena koji pokazuju veoma svetlu fluorescenciju sa specijalizovanim mikroskopom, UV filterom i bojom koja se vezuje za DNK.
Faridi je koristio fluorescentnu in situ hibridizaciju (FISH) za dalju analizu otkrića.
„Naše visokokvalitetne FISH slike pružaju nedvosmislen dokaz ovog jedinstvenog DNK aranžmana“, kaže Faridi. „Ove slike nisu samo slike; one su svedočanstvo o dinamičnoj prirodi genetskog materijala.“
Faridi radi sa FISH-om od 1991. godine i ima veliko iskustvo u pripremi biljnih hromozoma za analize. Dobro razdvojeni hromozomi od enzimski varenih vrhova korena koji su uglavnom bez ćelijskih zidova, nuklearnih membrana i citoplazmatskih ostataka su najbolji za FISH.
Većina slika RIBE se dobija iz životinjskih ćelija, pošto su biljne ćelije, a posebno drveće, teže raditi. Faridi je otkrio da je sa kestenom mnogo teže raditi od bora i topole.
Istraživači će koristiti tehniku pod nazivom oligonukleotidna FISH za dalja istraživanja. Oligo-FISH koristi kratke specifične DNK sonde dobijene sekvenciranjem DNK. Pošto su čitavi genomi američkog i kineskog kestena sekvencionirani, oligo-FISH će omogućiti istraživačima da sprovedu detaljne genetske studije kako bi uočili suptilne genomske razlike. Tehnika je posebno korisna za proučavanje hibrida jer može ukazati od kog roditelja je gen.
Napredak u razvoju hibrida američkog kestena sa visinom američkog kestena i otpornošću kineskog kestena je značajan. Međutim, najnapredniji hibridi trenutno nemaju dovoljnu otpornost na gljivicu za restauraciju, kao što je pokazalo prethodno istraživanje Šumarske službe.
