research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
CELL SUICIDE OR PROGRAMMED CELL DEATH
انتحار الخلايا أو موت الخلايا المبرمج

Loading...
Loading...
Abstract

Via mitochondrial genes, eukaryotes: such as plants, animals, human and yeast have evolved ways of cellular suicide that are known as Programmed Cell Death (PCD). In multicellular organisms, the organized destruction of cells is important in development and immunity and for forming body and specific organ shapes, as well as for removing superfluous, unwanted, damaged or infected cells. Furthermore, disfunction of PCD could lead to various diseases in humans, including cancer and several degenerative diseases. Two characterized systems for the study of plant PCD are those of the Hypersensitive Response (HR), which is often observed during plant–microbe interactions, and the development of tracheary elements in the xylem of vascular plants. A simplified depiction of the sequence of cytological events that take place during these forms of plant PCD is contrasted with those of "apoptosis", the well studied form of animal PCD. The "clean" process of apoptosis effectively contains the contents of the dead cell for removal by other cells and avoids activating an inflammatory response in animals. In the case of HR-associated cell death and the terminal differentiation of tracheary elements, the contents of the dying cells are not engulfed by other cells. In addition, the "corpse" of the dead cell is held in place by the cell wall, and for mature tracheary elements, the cell wall is reinforced during the early phase of PCD and carries out the essential function of mechanical support and transport after autolysis. The final collapse of the vacuole immediately precedes nuclear DNA fragmentation, which occurs at late stages of the cell death process before the final autolysis of the cell. These "key" characteristics therefore distinguish plant PCD from that of classic apoptosis and indicate that specialized features and pathways have probably evolved to control and execute the death program in plant cells. Taxonomy of all forms of PCD based on inhibitors, activators, and identified biochemical pathways involved in each form of PCD, and that should offer new insight into cell death associated with various disease states, and ultimately introduce new therapeutic approaches in human and animals. In plants, and by controlling PCD mechanism, the system capacity constant could be increased, and ultimately, the economic yield.

طورت جميع الكائنات الحقيقية النواة كالنبات والحيوان والإنسان والخمائر وبفعل جينات مايتوكوندريا الخلية، طرائق للانتحار الخلوي عرفت بموت الخلايا المبرمج (Programmed Cell Death=PCD). يعد تدمير الخلايا المنظم في الكائنات المتعددة الخلايا ضرورياً للتطور والمناعة و لتشكل الجسم وتحديد الشكل الخاص بالعضو، فضلاً عن التخلص من الخلايا الزائدة وغير المرغوب فيها و المتضررة. من جهة أخرى، إن تعطل برنامج موت الخلايا المنظم قد يؤدي إلى إصابة الإنسان بالعديد من الأمراض ، منها السرطان وعدد من الأمراض الانحلالية . شُخِص نظامان لدراسة الموت المبرمج في الخلية النباتية، وهما استجابة فرط التحسس (Hypersensitive Response=HR) التي تلاحظ عادةً لدى حدوث تداخلات بين الكائنات المجهرية وأنسجة الكائن الحي، والآخر هو تطور العناصر الناقلة في خشب النباتات الوعائية. إن التصوير المبسط لتسلسل الأحداث الخلوية التي تحصل خلال تلك الأشكال من (PCD) في النبات تعد مغايرة لما يحدث في ظاهرة (Apoptosis)، وهي الشكل الحيواني النهائي لموت الخلايا المبرمج، التي أخضعت للعديد من الدراسات. يتم في عملية الابوبتوسس "النظيفة" احتواء مكونات الخلايا الميتة ليتم بعد ذلك إزالتها بواسطة خلايا أخرى، ولتجنب حدوث التهابات في الحيوان. أما في حالة موت الخلايا المتعلق باستجابة فرط التحسس (HR) والتمايز النهائي للعناصر الناقلة، فلا يتم فيهما الإحاطة بمحتويات الخلايا الميتة من قبل الخلايا الأخرى. فضلاً عن ذلك يتم الاحتفاظ "بحطام" الخلايا الميتة في مكان ما من قبل جدار الخلية، وبالنسبة لعناصر النقل الناضجة يتم تدعيم جدار الخلية في المرحلة الأولى من (PCD) فيؤدي وظيفته الأساسية في توفير الدعم الآلي والنقل بعد حدوث التحلل الذاتي. يسبق الانهيار الأخير للفجوة مباشرة تجزئة DNA النواة الذي يحدث في المرحلة الأخيرة من عملية موت الخلية وقبل التحلل الذاتي لها، لذا فان هذه الخصائص المفتاحية تُميّز (PCD) في النبات عن الابوبتوسس الموجود في الحيوان، كما تبين أن هناك سمات ومسالك خاصة قد طورت للسيطرة على تنفيذ برنامج موت الخلايا النباتية. يعتمد تصنيف جميع أشكال موت الخلايا المبرمج على كل من مثبطات ومحفزات تلك العملية، فضلا عن المسالك الكيموحيوية المشخصة ضمن كل شكل من تلك الأشكال، مما سيسلط المزيد من الضوء على موت الخلايا المرتبط بمختلف الحالات المرضية وبالتالي تقديم طرائق علاجية جديدة في الإنسان والحيوان، أما في النبات فيمكن بالسيطرة على آلية PCD زيادة ثابت مقدرة النظام فزيادة الجزء الاقتصادي المطلوب من ذلك النبات.

Keywords


Article
CROP AND SOIL MANAGEMENT AND BREEDING FOR DROUGHT TOLERANCE
إدارة المحصول والتربة والتربية لتحمل الجفاف

Loading...
Loading...
Abstract

Water deficiency is a severe limiting factor in developing several countries and impacts on both economics and food production of these countries. Approximately four tenths of worlds agricultural land is under arid or semi-arid regions with transient droughts causing death of livestock, famine and social dislocation. Water plays a crucial role in the survival of plants by fulfilling the roles of solvent, transport medium and evaporative coolant as well as providing the energy necessary to drive photosynthesis, the natural plant process which synthesizes organic food. Under drought conditions; which can be defined as: the absence of adequate moisture necessary for plant to grow normally and complete its life cycle, the loss of water in the plant protoplasm may result in the concentration of ions in the protoplasm to toxic levels resulting in possible protein denaturation and membrane fusion and negatively impacting plant metabolism. Metabolic changes in response to water stress include reduction in photosynthetic activity, accumulation of organic acids such as malate, citrate and lactate…etc. and overall reduction in protein synthesis. For these entire reasons, drought can cause significant yield reduction. Several agricultural regions are reliant on irrigation to maintain yields. Crop plants which can make the most efficient use of water and maintain acceptable yields will give an advantage in those regions. Research on drought tolerance and mechanisms for improving drought tolerance are underway internationally trying to provide solutions to the problem of water deficiency, which is considered the most complicated problem facing the whole world in the few coming years. That’s will save water used in agriculture and to ensure the development of sustainable agriculture. This includes studies into elucidating the mechanism of drought tolerance in different plants genera and species which have different genetic makeup and hence different abilities for drought tolerance. There are several mechanisms of stress and drought tolerance in plants, so additional studies still required to elucidate the mechanisms by which plants can survive under environments of water deficit. Although genetic basis even on the molecular level for plant tolerance under water stress remains unclear, crop and soil management, breeding programs and molecular biology tools can assist in the screening and identification of new drought tolerant genera and species plants. Also it's necessary to focus on adopting many new crop and soil service processes, which will have a major role in efficient water use, which in its turn leads to increase yield and productivity, and the later should based upon scientific management decisions.

يؤدي عجز الماء دور العامل المحدد لتطور العديد من البلدان، كما يؤثر في كل من اقتصاد وإنتاج الغذاء في هذه البلدان. يقدر أن ما نسبته أربعة أعشار الأراضي الزراعية في العالم تقع ضمن المناطق الجافة وشبه الجافة وذات موجات جفاف تتسبب بهلاك قطعان الماشية والمجاعة وعدم الاستقرار الاجتماعي. يلعب الماء دوراً حاسماً في بقاء النباتات من خلال تأديته لدور المذيب والوسط الناقل ومبرد بخاري، فضلاً عن تجهيزه الطاقة اللازمة لعملية التمثيل الكاربوني، تلك العملية الطبيعية التي يتم فيها تصنيع الغذاء العضوي. إن فقد بروتوبلازم النبات للماء تحت ظروف الجفاف، الذي يمكن تعريفه على انه غياب الرطوبة الكافية الضرورية لنمو النبات بشكل طبيعي وإكماله لدورة حياته، يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع تركيز الايونات في البروتوبلازم إلى مستويات سامة مما قد يؤدي إلى تحلل البروتين ودمج الأغشية، كما سيؤثر سلباً في العمليات الايضية في النبات. تتضمن التغيرات الايضية التي تحدث استجابة للشد المائي خفض كفاءة التمثيل الكاربوني وتراكم الحوامض العضوية مثل malate و citrate و lactate... وغيرها، التي ينتج عنها خفض تصنيع البروتين بشكل عام، ونتيجة لجميع هذه الأسباب يتسبب الجفاف بخفض معنوي للحاصل. تعتمد العديد من المناطق الزراعية على الري للمحافظة على الإنتاج. إن توفر مثل هذه المحاصيل التي بمقدورها استخدام الماء بكفاءة عالية والمحافظة على حاصل مقبول يجعلها ذات فائدة في مثل تلك المناطق. تستمر بحوث تحمل الجفاف واليات تحسين تحمله على الصعيد الدولي في محاولة لإيجاد حلول لمشكلة العجز المائي الأكثر تعقيداً التي سيواجهها العالم في السنوات القليلة القادمة. إن هذا من شأنه تقنين استخدام الماء في الزراعة ويؤمن تطور زراعة مستقرة. يتضمن ذلك أبحاثاً لفهم آليات تحمل ظروف الشد في النبات كالجفاف ، لذا لا زالت هناك حاجة إلى فهم المزيد من الأسس لتوضيح الآلية التي تخدم النباتات للبقاء والعطاء تحت ظروف العجز المائي. بالرغم من أن الأساس الوراثي حتى على المستوى الجزيئي لتحمل الشد المائي لا زال غير واضح، إلا انه بالإمكان الاستعانة بعمليات إدارة التربة والمحصول وبرامج التربية وأدوات البايولوجيا الجزيئية للبحث عن وتشخيص أجناس وأنواع نباتية جديدة متحملة للجفاف. كذلك التأكيد الشديد على اعتماد عمليات خدمة التربة والمحصول المتعددة والممكنة التي سيكون لها دور كبير للاقتصاد بالماء وزيادة الإنتاج والإنتاجية، والتي لابد أن تكون مستندة إلى قرارات إدارة علمية.

Keywords


Article
TILLING: MODERN TECHNIQUE COMBINES TRADITIONAL MUTAGENESIS AND FUNCTIONAL GENOMICS
(تِلِنك): أحدث تقنية تجمع بين الطفرات التقليدية والجينوم الفعّالة

Loading...
Loading...
Abstract

The information revolution of DNA sequence has created a unique opportunity to investigate the function of genes. The approach that determines the function of genes first defined by DNA sequence analysis is called (Reverse Genetics=RG). The tools available for RG of plants include the use of T-DNA for gene tagging and the use of RNA interference. While these powerful methods, still have limitations, for example, they do not work in all plant species or genera. Targeting Induced Local Lesions IN Genomes (TILLING) is reliable and widely applicable. (TILLING) combines chemical mutagenesis with mutation screens of pooled PCR products, followed by isolation of mutant alleles of the targeted genes. Genes are amplified by PCR using pooled genomic DNA from several individuals as a template. Following denaturation and renaturation of the amplified DNA, heteroduplexes form if organisms with wild type and mutant sequence are both present in the pool. The heteroduplexes can be detected by cleavage with an endonuclease and resolution of the resulting fragments on a sequencing gel. (TILLING) has two significant advantages over existing plant gene knock-out tools: first, it is applicable to any plant since it does not require transgenic or cell culture manipulations. Second, it produces an allelic series of mutations including (Hypomorphic) alleles that are useful for genetic analysis. The (TILLING) technique can be used to discover and survey natural variation. The technique is called (ECOTILLING) and has been applied to human and many plant species. (TILLING) can also be used to detect naturally occurring single nucleotide polymorphisms (SNP’s) in genes among cultivars or ecotypes of any species or genera. These SNP’s can serve as genetic markers in mapping, breeding and genotyping and can provide information concerning gene structure, linkage disequilibrium, population structure or adaptation. The latter, has a prime importance for all crop plants.

لقد أوجدت ثورة المعلومات المتعلقة بتحديد التتابع في DNAالكائنات الحية فرصاً فريدة للكشف عن وظائف الجينات. إن الأنموذج الأول الذي تم فيه تحديد وظيفة الجينات باستخدام تحليل تتابع DNA كان يدعى الوراثة العكسية (Reverse genetic) ، بالرغم من قوة عدد من الأدوات المستخدمة في هذا المجال مثل T-DNA لتعليم الجينات وتداخل RNA ، إلا إن هذا الاستخدام له عدد من المحددات، أهمها عدم إمكانية استخدامه في جميع الأنواع النباتية. لقد ظهرت حديثاً تقنية (تِلِِنك) (TILLING) (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes ) التي تتميز بالواقعية وإمكانية التطبيق بشكل واسع. تجمع هذه التقنية بين التطفير التقليدي بالمواد الكيماوية وبين البحث عن تجمعات منتجات (PCR) (Polymerase Chain Reaction) تتبعها عملية عزل الاليلات الطافرة في الجينات المستهدفة. تتم مضاعفة عدد نسخ الجين بواسطة PCR، ثم يتم تجميع (Pooling) DNA الجينومي من عدة أفراد ليستخدم كقالب، تليها عمليتا فك وإعادة الحلزنة لشريط DNA الذي تمت مضاعفة عدد نسخه. إذا وجد تتابع كل من الجينوم الطافر و النوع البري في التجمع سيتشكل حينذاك شريط (Heteroduplex)، الذي يمكن التعرف عليه عن طريق شطر الجينوم وباستخدام إنزيم (Endonuclease) وتكبير القطع الناتجة على هلام تحديد التتابع. تتمتع (تِلِِنك) بفائدتين كبيرتين من بين جميع أدوات الضربة القاضية (Knockout) المستخدمة للجينات النباتية: الأولى: إمكانية تطبيقها على جميع الأجناس النباتية طالما ليس هناك حاجة لنقل الجينات أو زراعة الخلية. الثاني: إنتاجها لسلسلة من الاليلات الطافرة التي من ضمنها الاليلات العالية التماثل (Hypomorphic) المفيدة في التحليل الوراثي. يمكن استخدام (تِلِِنك) للبحث وللكشف عن التغاير الطبيعي في الطريقة المشتقة منها المسماة (أكوتلنك) (ECOTILLING)، التي طبقت بنجاح على الإنسان وعدد من الأنواع النباتية. كما يمكن أن تستخدم (تِلِِنك) في الكشف عن تعدد أشكال النوكليتايد المفرد الطبيعي (SNP’s) (Naturally single nucleotide polymorphisms) ضمن الأنواع والأصناف المنزرعة والأنواع البرية. يمكن أن تعمل SNP كمعلّمات وراثية (Genetic Marker) في رسم الخرائط الوراثية وتربية وتصنيف التراكيب الوراثية. كما يمكن أن تقدم معلومات قيمة عن التركيب الجيني وحالات الارتباط وعدم التوازن فيه، فضلاً عن تركيب المجتمع والتكيف، والأخيرة صفة بالغة الأهمية لمحاصيل النباتات المختلفة.

Keywords

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

Arabic (3)


Year
From To Submit

2009 (3)