科学家们知道一些mRNA - 将遗传密码带入生物体的蛋白质制造机械 - 正在从根到射击的旅程。但他们不知道其中成千上万的股票在故意尝试分享器官系统之间的遗传信息。
这是一个关键的问题，特别是当涉及到植物嫁接时。移动信使rna可以用来在器官系统中传递信号，帮助改变植物对环境压力的反应。
玛格丽特弗兰克，博士。'14，在农业和生命科学学院综合植物科学学院植物生物学助理教授，通过开发模型来解决通过植物系统的mRNA的实时运动来解决这个问题。
国家科学基金会最近荣获弗兰克为期五年，130万美元的教师早期职业发展方案补助金，“利用工厂手段预测，设计和在植物中提供长距离RNA。”
弗兰克将使用计算分析来将信号与噪声分离，并确定特定MRNA在长时间信令中的作用，希望最终使用MRNA在接枝植物系统中提供目标信息的方法。
弗兰克说：“就更好地了解MRNA如何通过工厂提供MRNA以及转化为信号的可能性，因此有很多潜力。”“One of the pie-in-the-sky goals is to be able to graft on a donor branch that rapidly alters [a crop’s] flowering time in response to temperature, for example, which would be really impactful in light of climate change.”
然而，大多数科学家已经了解MRNAS的内容被限制在将DNA转化为所产生的单个细胞内的表达蛋白质中的作用。弗兰克的项目将长途观察移动mRNA，以了解什么，如果有的话，如果有的话，如果有的话，遗传信息在不同物种的不同器官之间转移 - 在这种情况下，茄子和番茄。
“这些基因组足充分分歧，”弗兰克说：“我们可以追踪几乎所有从茄子与番茄产生的RNA，并且在基因组规模处看到RNA从根部移动到射击，或射击根。”
弗兰克的实验室已经证明，这两个物种是接枝兼容的。现在，他们从孟加拉国农业研究所生成茄子品种的参考基因组，这不仅将在这项研究中使用，而且还将使世界各地的植物育种者受益。（已存在的西红柿参考基因组。）
该项目的第二部分涉及创建一个实时成像系统，以通过接枝植物的脉管系统监测MRNA的运动。弗兰克的团队将在每日循环中追踪数千个MRNA，并通过开发时间期间，从植物生命周期的早期通过生殖发展。
为了监视如此多的活动部件，弗兰克的团队将使用荧光成像标记mrna，以监控它们的实时运动。然后，为了确保跟踪的准确性，研究人员将采集组织样本，并使用一种名为RNA PAINT的技术来确定茄子和番茄不同的mRNA链是如何在嫁接植株中移动的。
“RNA油漆允许您在非生命组织中实际绘制RNA转录物，”弗兰克说。“所以你可以收获组织，然后看看RNA在亚细胞水平的位置。”
使用这种现场跟踪，组织采样和生物信息学的组合，团队应该能够确定基因组规模是否与被动波动有关，或者需要更具目标的方法。如果后者是真的，那么弗兰克将解决一个关于MRNA在植物系统中的长距离信号载体的角色的神秘作用。
该项目的最终阶段将建立一个针对mRNA的目标递送系统，以将移植交叉点交叉并将遗传信息存入其他物种器官系统。通过识别使现有MRNA移动移动的特征，研究人员希望在其他MRNA中激活长途信令机制，并将它们进行编程以提供特定的DNA转录物。
随着世界各地的农民试图应对昆虫，疾病和改变天气模式的新威胁，植物育种者可以使用这些技术在当前时间的一小部分中开发更多的弹性品种。
“你可以想象快速调整根系，以更好地清除营养成分或避免在土壤中有毒的元素，”弗兰克说。“希望他们可以在未来做更多有针对性的工程，使用这些基因组资源。”
康奈尔研究开发团队与弗兰克合作，并在国家科学基金会方面与课程官员联系在一起。
“我所做的一件事是帮助联邦机构的教师，以便他们能够培养关系，找到他们的利基，并在研究发展主任Josephine Martell说，寻找他们的利基并才能才能获得自己的长期成功。”“作为一个新的教师，如果您可以与正确的联邦资助机构建立关系，它会导致您有成功研究生涯的机会。”
2019年5月，弗兰克前往华盛顿，D.C.与研究开发团队作为授予者研究员的一部分，他们每春季和秋季提供。
弗兰克说：“我实际上必须在NSF授予小组上担任NSF Grant Panel，并了解大量关于提交的审批的审查过程，”弗兰克说。“这真的很有帮助。”
专为早期职业教育而设计奖学金学生工作坊系列为制定审查准备的提案提供指导。该团队还提供针对目标的NSF职业研讨会系列，为其最终提交提供教师。
弗兰克指出，研究开发团队还提供了有价值的支持，在制定了他的NSF补助金的外联成员。她的原始计划涉及在Boyce Thompson Institute的本科研究人员合作，在伊尔卡群岛社区进行实际的外展项目。当Covid-19限制直接外展的可能性时，弗兰克与伊萨卡儿童花园合作制作和分发当地学童的植物套件在家中使用，在他们的虚拟学习平台上建立。
NSF Grant上的合作者包括Umair Ahsan，以前是弗兰克实验室的博士后研究员。其他合作伙伴包括加利福尼亚大学伯克利的研究人员;密歇根州立大学;特拉华大学;孟加拉国农业研究所;Hudsonalpha生物技术研究所;和南安普顿大学，在U.K.
标题图像：植物生物学助理教授玛格丽特弗兰克·弗兰克（Margaret Frank）获得了130万美元的NSF授权，以研究Messenger RNA通过接枝植物系统的实时运动。照片：Allison Usavage。
Jana Wiegand是农业和生命科学学院的编辑内容经理。
