با وجود اینکه سیستم‌های حسی گیاهان، از فرایند پیچیده‌ای برخوردار هستند، محققان به تازگی گام بزرگی برای کشف این فرایندها برداشته‌اند. در تحقیق جدیدی که در زمینه انجام شده است، ارتباط و کاربرد حدود ۲۰۰ نوع پروتئین، مشخص شده است.
نحوه‌ی احساس گیاهان
درست است که گیاهان، ویژگی‌های ظاهری جانوران را ندارند. اما نداشتن اندام‌هایی همچون چشم، گوش و بینی باعث نشده که آن‌ها توانایی حس نداشته باشند. گیاهان نیز راه‌های متفاوتی را برای دیدن، شنیدن و بوییدن و تشخیص خطرات بلقوه، در ساختار خود جای داده‌اند. در حالی که این سیستم‌های حسی بسیار پیچیده و ناشناخته هستند، یک مطالعه‌ی جدید ارتباطات پروتئین‌های مختلف در این سیستم را نشان می‌دهد. نتایج این تحقیق، شناخت جدیدی را برای محققان در این زمینه به ارمغان آورده است.
گیاهان به جای اندام‌های حسی که در پستانداران رشد می‌کنند، از پروتئین‌ها برای این عمل استفاده می‌کنند. این پروتئین‌ها در غشای بیرونی سلول‌های گیاهان جای گرفته‌اند و مواد شیمیایی اطراف سلول‌ها را شناسایی می‌کنند. همچنین پروتئین‌های بیماری زا و هورمون‌های منتشر شده را نیز تشخیص می‌دهند. این شناسایی، سیگنال هشدار دهنده‌ای را درون سلول ایجاد می‌کند. تمرکز این مطالعه که نتیجه‌ی آن در مجله‌ی Nature منتشر شد بر روی پروتئین غشایی leucine-rich repeat receptor kinases یا به اختصار LRR-receptor kinases که نقش مهمی را در فرایند حسی در گیاهان بر عهده دارد، است.
صدها نوع متفاوت از این پروتئین وجود دارد که به علت توانایی واکنش به حالت‌های متفاوت به رشد و بلوغ و ایمنی گیاه کمک می‌کند. دانسته‌های ما در مورد اینکه این پروتئین‌ها چگونه کار می‌کنند، بسیار محدود بود اما این تحقیق جدید که توسط یک تیم بین‌المللی با حضور شاهد مختار (Shahid Mukhtar) استادیار زیست‌شناسی در دانشگاه آلاباما در بیرمنگام انجام شده است، چگونگی فرایند فعالیت دویست مدل پروتئین را روشن می‌کند.
شاهد مختار در اعلامیه مطبوعاتی در مورد این تحقیق گفت:
این یک برنامه آشکار سازی برای تشخیص اولین لایه از سیستم ارتباطی بین این پروتئین‌هاست. کشف این فرایندها می‌تواند برای ایجاد مقاومت بیشتر در گیاهان در مقابل بیماری‌ها یا دیگر فشارهای وارده همچون تنش‌های گرمایی، شوری و سرمازدگی بشود. همچنین این تحقیق می‌تواند برای تحقیقات آتی در سراسر جهان به عنوان یک منبع و نقشه‌ی راه به کار گرفته شود.
واکنش‌های پیچیده
محققان با استفاده از کلون کردن دامنه‌ی خارجی (قسمتی که مولکول‌های حسی در فضای خارج از سلول قرار دارند) این پروتئین، این آزمایش را طراحی کردند. سپس برای تشخیص درست از دو نمونه استفاده کردند تا ببینند چه زمانی واکنش می‌دهند. هنگامی که پروتئین‌ها واکنش دادند، اطلاعات را به پروتئین شبکه اضافه کردند. مشخص شد که چند پروتئین به عنوان گره اصلی حسی برای واکنش‌های پروتئین مدنظر عمل می‌کنند. همچنین این تحقیق نشان داد که چند نوع LRR-receptor kinases ناشناخته در مسیرهای حسی گیاهان نقش مهمی را ایفا می‌کنند.
محققان یافته‌های خود را با بررسی گیاهان دیگری که این پروتئین برجسته را در شبکه‌ی خود نداشتند تایید کردند. این گیاهان سیستم رشد و ایمنی ضعیفی داشتند. بنابراین اهمیت پروتئین‌های مشخص شده، در این فرایند روشن می‌گردد. یافته‌های جدید می‌تواند به ما کمک کند تا بتوانیم با استفاده از مهندسی ژنتیک گیاهان باهوش‌تری را ایجاد کنیم. حتی ممکن است گیاهان پیشرفته‌تر روزی به عنوان سنسور از راه دور در استفاده‌های نظامی به کار بیایند.
علاوه بر این‌ها از آن‌جایی که انسان‌ها پروتئین‌هایی با ساختار مشابه پروتئین LRR-receptor kinases دارند، اطلاعات جدید راجع به مکانیسم زیستی گیاهان می‌تواند برداشت‌های جدیدی در مورد بیماری‌های انسانی ایجاد کند.
نظرات