Washington, DC
April 20, 2007
ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630,
jan.suszkiw@ars.usda.gov
Using genetic "snapshots" of switchgrass, Agricultural Research
Service (ARS) and collaborating scientists are gaining new
insight into how this warm-season perennial plant could be
harnessed as an ethanol resource.
The snapshots are actually fragments of genetic material called
messenger RNA (mRNA), and they're like molecular workhorses that
do the bidding of DNA (deoxyribonucleic acid). One key task is
delivering instructions to make proteins.
Over the past few years, ARS molecular biologist Gautam Sarath
and colleagues have generated tens of thousands of the mRNA
snapshots depicting switchgrass from the moment it sprouts from
seed to the time it girds itself for winter.
Determining the nucleotide sequences of the mRNA snapshots
provides clues as to which genes have been turned on or shut off
during such moments, according to Sarath, at the ARS Grain,
Forage and Bioenergy Research Unit in Lincoln, Neb.
Since 2003, Sarath, Paul Twigg of the University of
Nebraska-Lincoln and Christian Tobias, a molecular biologist
with ARS in Albany, Calif., have determined the sequences of
about 12,000 switchgrass gene fragments. At least 12 of them are
associated with genes that regulate the production and
deposition of lignin, the cementing agent that holds plant cell
walls together.
Bioenergy producers are keen on loosening the grip of lignin so
that more of the sugars locked within the cells of switchgrass
can be fermented into ethanol. Currently, sugars from the starch
of grain crops like corn are used. One possible approach is to
conventionally breed or genetically engineer new varieties of
the grass with a diminished capacity to produce lignin.
To speed the discovery of important genes besides those for
lignin production, the ARS scientists submit the genetic
fragments they amass to the U.S. Department of Energy's Joint
Genome Institute in Walnut Creek, Calif. There, scientists
employ state-of-the-art sequencers so that the fragments'
identities and function can be more quickly determined through
comparisons to the genomes of corn, rice and other grasses.
Learn more about this and other ARS bioenergy research in the
April 2007 issue of Agricultural Research magazine, available
online at:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/apr07/grass0407.htm.
ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific
research agency.
Científicos usan claves genéticas para liberar la bioenergía en
un césped
Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS
siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630,
jan.suszkiw@ars.usda.gov
Usando "fotos instantáneas" genéticas del césped Panicum
Virgatum (conocido como 'switchgrass' en inglés), científicos
del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus colaboradores
están aprendiendo más sobre cómo esta planta perenne de estación
cálida podría ser utilizada como una fuente del etanol.
Las "fotos instantáneas" en realidad son fragmentos de un
material genético llamado ARN mensajero (ARNm). Ellas son como
"burros de carga" moleculares que siguen las ordenes del ADN
(ácido desoxirribonucleico). Una tarea clave es entregar
instrucciones para hacer proteínas.
Durante los últimos pocos años, el biólogo molecular del ARS
Gautam Sarath y sus colegas han generado miles y miles de las
"fotos instantáneas" de ARNm que representan el switchgrass
desde el momento que brota de la semilla hasta el tiempo que se
prepara para el invierno.
Determinar las secuencias nucleótidas de las "fotos
instantáneas" de ARNm provee pistas que muestran cuáles genes
han sido activados o apagados durante tales momentos, según
Sarath, en la Unidad de Investigación de Granos, Forraje y
Bioenergía, mantenida por ARS en Lincoln, Nebraska.
Desde 2003, Sarath, Paul Twigg de la Universidad de
Nebraska-Lincoln y Christian Tobias, un biólogo molecular con
ARS en Albany, California, han determinado las secuencias de
aproximadamente 12.000 fragmentos de genes del switchgrass. Por
lo menos 12 de ellos están relacionados con genes que regulan la
producción y la deposición de lignina, el agente adhesivo que
pegan juntos las paredes de las células de plantas.
Los productores de bioenergía quieren aflojar el control de
lignina para que más de los azucares encerrados entre las
células del switchgrass puedan ser fermentados en etanol.
Actualmente, azucares del almidón de los cultivos de grano tales
como maíz son usados. Un enfoque posible es criar
convencionalmente o producir genéticamente nuevas variedades del
césped con una capacidad disminuida de producir lignina.
Para adelantar el descubrimiento de los genes importantes aparte
de aquellos para la producción de lignina, los científicos del
ARS presentan los fragmentos genéticos que ellos acumulan al
Instituto Conjunto del Genoma, mantenido por el Departamento de
Energía de EE.UU. en Walnut Creek, California. Allí, los
científicos utilizan secuenciadores más avanzados para que las
identidades y las funciones de los fragmentos puedan ser
determinadas más rápidamente por comparaciones con los genomas
de maíz, arroz y otros céspedes.
Lea más sobre esta y otras investigaciones de bioenergía por ARS
en la revista 'Agricultural Research' de abril 2007.
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/apr07/grass0407.htm
ARS es la agencia principal de investigaciones científicas
del Departamento de Agricultura de EE.UU. |
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