Efter Jacksons presentation, en rysk majsuppfödare som hade varit i publiken sökte upp Jackson och berättade om en märklig majsväxt som han hade snubblat över på en testplan där hemma. Växten hade små öron med oorganiserade, kaotiska rader av kärnor, vilket tyder på ett stamcellsproblem av något slag. Kan det vara relevant för Jacksons forskning?
Så småningom, ett prov av denna märkliga ryska majs hittade sin väg till Jackson, som senare gick med i fakulteten för Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) strax utanför New York City. Han höll fast vid den ryska majsen, men, sysselsatt med annan genetisk forskning, lämnade den på baksidan Bunsen-brännare i flera år.
Och där satt den tills för några år sedan, när Jackson och hans labbpersonal kunde rikta sin uppmärksamhet mot det. Snart nog, de hade upptäckt att den ryska majsen saknade en tidigare okänd gen, som de döpte till FEA3. Dessutom, upptäckten av denna nya gen ledde till upptäckten av en ny signalväg som reglerar stamcellsproduktionen och som har direkt betydelse för hur mycket majs en majsplanta ger dig.
Forskningen, som Jackson har beskrivit som det mest spännande han varit med om på över 20 år i laboratoriet, publicerades i måndags i tidskriften Naturgenetik . Om du är en växtgenetiker, vetenskapen i sig är fängslande. Tidigare forskning hade föreslagit existensen av denna nya signalväg, till exempel, men ingen hade någonsin hittat den förut. Och, till skillnad från den andra stora signalvägen för växtstamceller, den nyupptäckta involverar signaler som skickas utifrån, inte inuti, stamcellspopulationen. (Jacksons analogi:Föreställ dig att när ett hus byggs, tegelstenarna och murbruket skickar förslag och råd tillbaka till arkitekterna och byggarna.)
För de cirka 7,4 miljarder människor på jorden som inte är genetiker men som äter mat, relevansen av denna forskning ligger i det faktum att Jackson och hans kollegor använde sin nya upptäckt för att föda upp majsväxter med större öron och fler kärnor som visade en avkastningsökning på nästan 50 procent jämfört med kontrollväxter.
"Det är oerhört spännande att detta kan ha en verklig tillämpning, " berättar Jackson Modern bonde i en telefonintervju.
Bara lite mer vetenskap här:Den märkliga ryska majsen som ledde Jackson et al. till denna upptäckt hade deformerade öron och ett ynkat utbyte. Dess FEA3-gen fungerade inte alls, på grund av en naturlig mutation, och som resultat, växten odlade alldeles för många stamceller för sitt eget bästa. I labbet, dock, Jackson och hans kollegor kunde utveckla majsplantor med "svaga alleler" av FEA3-genen. I dessa växter, FEA3-kontrollsystemet reglerar stamcellsproduktionen med en lättare beröring, vilket resulterar i en stamcellsboost som innebär större öron och större skörd utan de negativa effekterna – som oordnade, mindre effektivt kärnarrangemang på kolven – orsakat av stamceller som blivit amok.
Jackson kallar forskningen för den mest spännande han har varit en del av på över 20 år.
Detta betyder inte att majsbönder kommer att öka avkastningen med 50 procent nästa säsong med denna svaga FEA3-majs, dock.
"Vi kan inte garantera att när de går in i en jordbruksmiljö kommer de att ha samma ökning, säger Jackson.
För en, kontrollanläggningarna som används i CSHL:s testfält är inte samma sorter som används för kommersiell produktion. För det andra, processen att flytta vetenskaplig upptäckt från laboratoriet till sädesfältet är lång och rigorös.
Den uppgiften är på gång, dock. DuPont Pioneer – ett enormt Iowa-baserat fröföretag och en av flera finansiärer av den just publicerade FEA3-forskningen – har börjat omvandla "svaga FEA3-alleler till potentiellt kommersiellt relevanta hybrider och [arrangera] detaljerade skördetestningar, ” skriver Dr. Bob Meeley, senior forskningschef, i ett mejl.
Meeley – en av Jacksons 13 medförfattare på tidningen – avböjde att förutsäga hur lång tid det kunde ta innan svaga FEA3-majssorter kom ut på marknaden. Han förklarade att processen att utveckla en kommersiell sort innebär att man korsar svag FEA3-majs i flera olika linjer, följt av minst två år i följd av detaljerade tester på olika platser.
Meeley tillade att företaget inte har "inga förväntningar på en så dramatisk ökning" som observerades i den akademiska forskningen, men uttryckte optimism om dess potential.
"Med tanke på det unika med [Jacksons upptäckt], Jag delar hans upphetsning att vi kan göra mer forskning för att testa många hypoteser om reproduktionspotential och avkastning, ” tillägger Meeley.
Till sist, Jackson och hans kollegor visade också att FEA3 finns och utför samma funktion i Arabidopsis , en liten, snabbväxande växt beskrev han som "växtgenetikens fruktfluga." Detta tyder på att selektiv förädling av svaga alleler av FEA3 skulle kunna göra det möjligt för bönder att realisera avkastningsökningar i alla baslivsmedelsgrödor, inte bara majs. Och det kunde, teoretiskt sett, tillåta dem att mata fler människor från samma mängd mark under odling.
För Jackson, att potentiellt hjälpa till att öka den globala matförsörjningen är en givande sidofördel med hans arbete, men det är inte nödvändigtvis det som får honom ur sängen på morgonen.
"Min främsta motivation är att ta reda på hur dessa gener fungerar, " han säger.
