ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Luis Pons, (301) 504-1628, lpons@ars.usda.gov
January 7, 2005

New light has been shed on where specific genes are expressed in plants, thanks to a new research technique that illuminates where genes of interest are functioning.

The method was developed at the Agricultural Research Service's (ARS) U.S. Plant, Soil and Nutrition Laboratory in Ithaca, N.Y., by ARS plant physiologist Leon Kochian. He was assisted by Hendrick Küpper, a Humboldt Foundation postdoctoral fellow who is now at the University of Konstanz in Germany, and ARS support scientist Laura Ort Seib.

The technique, which uses the latest hybridization and microscopy technologies, came about as part of the Ithaca lab's ongoing studies of plants that absorb metals. It may eventually help with plant studies of all kinds, according to Kochian.

The new method, which provides immediate digital and tabular data, lets scientists work with large pieces of tissue from plants that have been exposed to different environments. It eliminates many time-consuming steps associated with current methods for pinpointing gene-expression location.

Knowing in which tissues or organs a gene and its product are expressed greatly helps researchers understand that gene's role in plant function.

When a gene is expressed, an RNA sequence that's a mirror image of its DNA sequence is created. With the new procedure, a similar mirror image is made of the target gene's mRNA molecule. This image, called a synthetic nucleotide, is tagged with a fluorescent compound. It then binds tightly with the original mRNA molecule that's produced when the gene is expressed, illuminating cells where the target gene is functioning.

The technique has already led the Ithaca researchers to significant findings regarding alpine pennycress, Thlaspi caerulescens, an important plant that tolerates and accumulates extremely high levels of zinc, cadmium and nickel.

Read more about the research in the January issue of Agricultural Research magazine, available online at:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/jan05/plant0105.htm

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Nueva información sobre la expresión de los genes en plantas

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Luis Pons, (301) 504-1628, lpons@ars.usda.gov
7 de enero 2005

Hay nueva información sobre los sitios donde se expresan los genes específicos en plantas, gracias a una nueva técnica de investigación que muestra donde funcionan los genes de interés.

El método fue desarrollado por el fisiólogo de plantas Leon Kochian en el Laboratorio Estadounidense de Plantas, Suelo y Nutrición, mantenido por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Ithaca, Nueva York. Kochian fue ayudado por Hendrick Küpper, antes un miembro postdoctoral de la Fundación Humboldt y ahora un empleado de la Universidad de Konstanz en Alemania, y la científica Laura Ort Seib de ARS.

La técnica, la cual utiliza las últimas tecnologías de microscopía y hibridización, resultó como parte de los estudios actuales del laboratorio de Ithaca sobre las plantas que absorben metales. Esta técnica algún día podría ayudar con muchos tipos de estudios sobre plantas, según Kochian.

El método nuevo, el cual provee datos digitales y tabulares inmediatos, les permite a los científicos trabajar con piezas grandes de tejido de plantas que han sido expuestas a diferentes ambientes. Este método elimina muchos pasos de larga duración asociados con los métodos actuales para identificar los sitios de expresión de los genes.

Información sobre la identidad de los tejidos u órganos donde se expresan un gen y su producto ayuda a los investigadores a entender el papel de ese gen en las funciones de la planta.

Cuando se expresa un gen, este proceso crea una secuencia de ácido ribonucleico (ARN) que es una imagen especular de la secuencia de ácido desoxirribonucleico (ADN). Con el procedimiento nuevo, se hace una imagen especular de la molécula de ARN mensajero (ARNm). Esta imagen, llamada un nucleótido sintético, se marca con un compuesto fluorescente. Entonces el nucleótido sintético se agarra muy fuerte con la molécula ARNm original producida cuando el gene se expresa, y esto ilumina el sitio donde funciona el gen de interés.

Esta técnica ya ha ayudado a los investigadores de Ithaca a descubrir nueva información sobre la planta Thlaspi caerulescens ("alpine pennycress" en inglés), una planta importante que tolera y acumula niveles muy altos de cinc, cadmio y níquel.

Se puede leer más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de enero: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/jan05/plant0105.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.