Förklarar bladets form med hjälp av systembiologi

Vilka faktorer bestämmer formen på ett blad? Genom att använda olika systembiologiska metoder har Barbara Terebieniec identifierat gener som kontrollerar bladform i europeisk asp. Barbara Terebieniec har lade fram sin doktorsavhandling vid Umeå universitet den 14 mars.

– Jag valde att doktorera på detta ämne eftersom jag är intresserad av grundforskning kring populationer och hur vissa synliga egenskaper ärvs och bladform är en av de mest uppenbara egenskaperna hos växter. Vi använde metoder från bioinformatik för att ta in alla genetiska faktorer så väl som interaktioner mellan dessa faktorer i våra analyser. Med detta systembiologiska tillvägagångssätt försökte vi att se helheten av det nätverk som bestämmer bladformen och vi kunde upptäcka så långt okända faktorer, säger Barbara Terebieniec.

Barbara Terebieniec använde flera olika bioinformatikmetoder för att identifiera gener som styr bladens form. Hennes resultat visar att bladformen styrs av ett komplext nätverk av många olika gener och att var och en av dessa gener bidrar med en pytteliten del till den slutliga bladformen.

Hon jämförde genuppsättningen hos ett antal aspträd med olika bladform och identifierade generna som är förknippade med bladform. I ett nästa steg visade hon att ett antal av dessa gener också spelar roll under bladets tidiga utveckling. För detta jämförde hon genuppsättningen hos blad av olika ålder som utvecklades på ett enskilt träd.

– Jag samlade knoppar under hela sommaren och tvärsnittade dem för att förbereda dem för mikroskopering. På så sätt kunde jag följa hela utvecklingen av ett blad från start till knoppsprickning i mikroskopet. Det var väldigt fascinerande!, säger Barbara Terebieniec.

I ett ytterligare tillvägagångssätt optimerade Barbara Terebieniec framgångsrikt metoden Spatial Transcriptomics för aspknoppar. Det var ett delprojekt som utfördes tillsammans med forskare från SciLifeLab. Med denna teknik hoppades de kunna identifiera de gener som uttrycks i det blad som utvecklas inuti knoppen. Trots att de lyckades fastställa metoden kunde de inte rumsligt lösa vilka gener som var aktiva under bladutveckling i det mycket unga bladet eftersom vävnadens storlek var för liten för tekniken.

Vilka är dina framtidsplaner?

– För två år sedan började jag arbeta med mitt eget företag. Jag var mycket frustrerad över att hålla reda på mina labprover i vanliga -80 °C-frysar. Vår idé var att utveckla FreezFiler, ett digitalt system med datorvision. Den kan placeras ovanpå -80 °C-frysen för att läsa streckkodsmärkta prover och förenklar inventeringen av frysarna. Vi är nu på väg att registrera ett företag och lansera vår första produkt. Det betyder mycket arbete, men det är också mycket spännande och jag ser fram emot nya utmaningar.

Läs hela avhandlingen digitalt

Om disputationen:

Barbara Terebieniec, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet, försvarade torsdagen den 14 mars sin avhandling med titeln: Using systems genetics to explore the complexity of leaf shape variation in Populus tremula.
Disputationen ägde rum klockan 10 i Lilla hörsalen vid KBC-huset.
Fakultetsopponent var Chung-Jui Tsai, the Department of Genetics, University of Georgia, USA.
Huvudhandledare var Nathaniel Street, Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet.

För mer information, kontakta gärna:

Barbara Terebieniec, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet
Umeå Plant Science Centre
E-post: barbara@kleinlabs.eu

https://www.kleinlabs.eu/