3.5. พัฒนา systems biology infrastructure สำหรับพืช C4 และ rice transcriptome และ phenome data

• สร้างแบบจำลองทั้งแบบ dynamics และ chemical kinetic C3 และ C4
• พัฒนา pipeline สำหรับค้นหา transcription factor และ binding sites ที่เกี่ยวข้องกับ photosynthesis
• พัฒนาโปรแกรมทำนาย microRNA จาก small RNA data

3.6. ค้นหาข้าวที่มีลักษณะทางโครงสร้างและทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสงที่ดี โดยการค้นหาจาก germplasm ข้าวพันธุ์พื้นเมือง หรือข้าวป่า

3.7. ตรวจสอบ C4 enzymes ในข้าว โดยศึกษาถึงตำแหน่ง การทำหน้าที่ และการควบคุมการแสดงออก

3.8. ประเด็นในอนาคต (Future Issue)

• การศึกษาการควบคุมการแสดงออกของยีนในระดับ post-transcriptional โดยบทบาทของ small RNA และ/หรือ transcription factors โดยการค้นหา small RNAs (เช่น siRNAs หรือ micro RNA) ที่ทำหน้าที่ในการระงับการสร้างโปรตีนของยีนโดยการเข้าทำลาย mRNA อย่างจำเพาะเจาะจง ซึ่งอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการแสดงออกของยีนที่เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ M หรือ BS และการศึกษา interaction/interplay ระหว่าง small RNAs และ transcription factors ที่มีต่อยีนในวัฏจักร C4 หรือเกี่ยวกับการเกิดโครงสร้างแบบ Kranz
• การจำแนกยีนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในชีววิทยาของเซลล์ และ Kranz anatomy ที่เกี่ยวข้องกับใบพืช C4
• การจำแนกยีนที่เกี่ยวกับ transporters ที่เกี่ยวข้องกับ intracellular flux ของ metabolites
• การพัฒนาวิธีการคัดแยกเซลล์ M และเซลล์ BS ที่มีประสิทธิภาพเพื่อการศึกษาองค์ประกอบที่แน่นอนของวัฏจักร C4 ที่จำเพาะต่อเซลล์ แทนการใช้วิธีกลและการเตรียม protoplast ในการแยกสายของเซลล์ BS (BS strand) และโปรโตพลาสต์ของเซลล์ M ซึ่งบางครั้งเซลล์ที่ได้ไม่บริสุทธิ์โดยเฉพาะเซลล์ BS เพราะจะมีเซลล์ที่เป็นส่วนของ vein ติดออกมาด้วย ดังนั้นบางองค์ประกอบอาจเป็นผลมาจากเซลล์ BS รวมกับ vein วิธีการ laser capture microdissection อาจจะให้ผลดีกว่าในการคัดแยกเซลล์ ทำให้สามารถศึกษา transcriptomes ของเซลล์ M และเซลล์ BS ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
• การใช้วิธีการหาลำดับเบสแบบสมัยใหม่ (next generation sequencing: NGS) ในการหาลำดับเบส mRNA (เรียกข้อมูลลำดับเบสของ mRNA โดยใช้วิธีการนี้ว่า RNA-seq) ของยีนที่แสดงออกทั้งจีโนม ทำให้สามารถศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักร C4 ณ ระดับของ transcriptome ในพืช C4 หลาย ๆ ชนิด ซึ่งก่อนหน้านั้นเป็นเรื่องยากที่จะศึกษาใน genome ที่มีขนาดใหญ่หรือในสิ่งมีชีวิตที่ไม่เคยมีการค้นหาลำดับเบสทั้งจีโนมมาก่อน นอกจากนี้ยังอาจนำมาประยุกต์ใช้ศึกษา transcriptome ของเซลล์ BS และเซลล์ M เพื่อค้นหายีนและการทำหน้าที่ของยีนที่ต่างกันใน BS และ M
• การเปรียบเทียบ transcription profile ในสปีชีส์ที่มีความใกล้ชิดกัน (เช่นอยู่ในวงศ์เดียวกัน) แต่มีระบบการสังเคราะห์แสงแตกต่างกันไปเป็น C3, C4 หรือ C3-C4 intermediate เพื่อศึกษากลไกและวิวัฒนาการในการเกิดเป็นลักษณะ C4 (C4-ness)
• การค้นหา cis-elements ของยีนในวัฏจักร C4 ที่เป็นตัวกำหนดให้ยีนมีการแสดงอย่างจำเพาะเจาะจงในเซลล์ M หรือเซลล์ BS และค้นหา trans-factors ที่จดจำ cis-elements เหล่านั้น โดยการศึกษาเปรียบเทียบ transcription profiles จากพืช C4 หลาย ๆ ชนิดที่มีการหาลำดับเบสที่สมบูรณ์แล้วเช่น ข้าวโพด ข้าวฟ่าง แล้วคัดเลือกยีนที่แสดงออกคล้าย ๆ กันเช่นแสดงออกเฉพาะในเซลล์ M หรือ BS นำยีนเหล่านั้นมาค้นหา over-represented cis-elements ในลำดับเบสส่วน promoter และ UTR ของยีน
• การศึกษากลไกการทำหน้าที่ของยีนโดยใช้พืชโมเดลชนิดใหม่เช่น Setaria viridis ซึ่งมีวงจรชีวิตสั้น และสามารถถ่ายยีนได้ง่ายกว่าพืชโมเดลสำหรับ C4 ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันเช่นข้าวโพด หรือข้าวฟ่าง
• การใช้ยีนจากข้าวโพดทุกยีนที่มีความสำคัญต่อวัฏจักร C4 ถ่ายเข้าสู่ข้าว เพื่อทำให้มีการแสดงออกในเซลล์ M หรือ BS ของข้าว สิ่งนี้อาจจะช่วยแก้ปัญหากลไกการควบคุมการดำเนินงานของวัฏจักร C4 ในข้าวได้
• เนื่องจากเป็นโครงการที่ต้องลงทุนมหาศาลและต้องใช้เทคนิคของ GMO จำนวนมาก จึงไม่เหมาะสมกับการลงทุนของประเทศ แต่เพิ่มการเรียนรู้ไปกับวิทยาการใหม่ๆจึงควรจัดทุน Ph.D. เพื่อสร้างนักวิจัยไทยร่วมกับห้องปฏิบัติการที่กำลังดำเนินงานวิจัยด้านนี้อยู่ ในขณะเดียวกันให้ทุน Post-doctoral กับ Ph.D. คนไทย ให้ไปทำงานร่วมกับห้องปฏิบัติการในต่างประเทศเพื่อเรียนรู้