క్లోరోప్లాస్ట్ జీనోమ్లు “స్థిరమైన బ్లూప్రింట్లు” కావు
ఎరంగా పావని వితారణ మొదటి రచయిత్రిగా, మా ప్రయోగశాల కేంద్రంగా పనిచేసిన పరిశోధనా బృందం క్లోరోప్లాస్ట్ జీనోమ్లు కోట్ల సంవత్సరాల కాలంలో నెమ్మదిగా కానీ నిరంతరంగా నిర్మాణ మార్పులకు లోనయ్యాయని వెల్లడించింది.
మూల పరిశోధనా వ్యాస సమాచారం
శీర్షిక: Ongoing structural changes highlight the dynamic nature of chloroplast genomes
రచయితలు: Eranga Pawani Witharana, Nobuhiro Kotoda, Kiyohiko Seki, Shinji Fukuda & Yukio Nagano
జర్నల్: Nucleic Acids Research, వాల్యూమ్ 54, సంచిక 4, gkag117
ప్రచురణ తేదీ: ఫిబ్రవరి 24, 2026
DOI: 10.1093/nar/gkag117
జర్నల్ మెట్రిక్స్: 2025 Journal Impact Factor: 15.0; 2025 5-year Journal Impact Factor: 17.6; JCR Biochemistry & Molecular Biology: 14/328; 2025 CiteScore: 29.8; Scopus Genetics: 5/357 (Top 1.4%); 2025 SNIP: 5.1 (జూలై 2026 నాటికి తాజా పబ్లిషర్-లిస్ట్ చేసిన కొలమానాలు)
వ్యాస రకం: ఓపెన్ యాక్సెస్
- 28 Aurantioideae జాతుల విశ్లేషణ స్ట్రక్చరల్ హెటెరోప్లాస్మిని కనుగొంది-ఒకే మొక్కలోని రెండు నిర్మాణాత్మకంగా విభిన్నమైన క్లోరోప్లాస్ట్ జన్యువుల సహజీవనం.
- షార్ట్ ఇన్వర్టెడ్ రిపీట్ల ద్వారా మధ్యవర్తిత్వం చేయబడిన రీకాంబినేషన్ సుమారు 22 kb పెద్ద విలోమాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- ప్రత్యామ్నాయ జన్యు కాన్ఫిగరేషన్లు దాదాపు 12.1–28.2 మిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం ప్రారంభ మయోసీన్ నుండి కొనసాగుతూనే ఉన్నాయి.
- ప్రామాణిక షార్ట్-రీడ్ డేటా నుండి తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ క్లోరోప్లాస్ట్ జీనోమ్ కాన్ఫిగరేషన్లను కూడా గుర్తించడానికి ఈ అధ్యయనం ఆచరణాత్మక వర్క్ఫ్లోను అందిస్తుంది.
Chloroplast genomes మరియు structural heteroplasmy
మొక్క కణాల్లో nuclear DNAతో పాటు chloroplastలో ఒక స్వతంత్ర genome ఉంటుంది. Chloroplast genomes పరిమాణం తక్కువగా, నిర్మాణపరంగా స్థిరంగా ఉంటాయని భావించడంతో plant phylogeny మరియు evolution అధ్యయనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
Chloroplast DNA ఒక కణంలో high copy numberలో ఉండగా nuclear loci తక్కువ copy సంఖ్యలో ఉంటాయి. అందువల్ల ఒక configuration వెంటనే fixed కాకుండా ప్రత్యామ్నాయ chloroplast genome configurations ఒకే జీవిలో కలిసి ఉండవచ్చు. Ploidy, cell cycle మరియు tissue state copy numberను మార్చగలవు కాబట్టి nuclear DNA ప్రతి కణంలో ఎల్లప్పుడూ రెండు copies అని చెప్పడం సరైంది కాదు.
పరిణామ కాలంలో నిర్మాణ మార్పు
ఈ అధ్యయనం 28 Aurantioideae speciesను విశ్లేషించి, 53-bp short inverted repeats (sIRs) జత మధ్య intramolecular homologous recombination వల్ల chloroplast large single-copy (LSC) regionలో సుమారు 22-kb inversion ఏర్పడుతుందని చూపింది. ఒకే జీవిలో రెండు structural configurations కలిసి ఉండటాన్ని structural heteroplasmy అంటారు.
ఈ రెండు configurations early Miocene వరకు వెనక్కి వెళ్లే సుమారు 12.1–28.2 million years పాటు అనేక speciesలో కొనసాగాయి. కొన్ని lineagesలో minor isoform dominant కావడం genetic drift సాధ్యమైన పాత్రతో సరిపోతుంది. Plastome structural evolution అనేది వెంటనే fixed states వరుస కాకుండా కొనసాగుతున్న, క్రమమైన ప్రక్రియ అని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.
అరుదైన genome configurations గుర్తింపు
Structural breakpointsను దాటే discordant paired-end reads మరియు soft-clipped readsను విశ్లేషణ గుర్తించింది. PCR validation ద్వారా low-frequency configurations sequencing లేదా mapping artifacts మాత్రమే కాకుండా నిజమైనవని నిర్ధారించారు.
ప్రచురణ మరియు మీడియా
- Saga University press release
- Kagoshima University press release(Japanese/English PDF)
- కగోషిమా విశ్వవిద్యాలయ యునైటెడ్ గ్రాడ్యుయేట్ స్కూల్ ఆఫ్ అగ్రికల్చరల్ సైన్సెస్ వెబ్పేజీ
Online article అందుబాటులో లేకపోయినా, ఈ పరిశోధన 2026 April 20న Minami-Nippon newspaperలో కూడా ప్రచురితమైంది.