2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Հունիսի 30, 2000 - Հետազոտողները բրնձի բջիջներում ստեղծել են քիմերային ընկալիչ, որը թույլ է տալիս արաբիդոպսիս հորմոնին միացնել հիվանդություններին դիմադրողական մեխանիզմները:
Հետազոտողները ստեղծել են քիմերային ընկալիչ՝ միացնելով Արաբիդոպսիս բույսի ստերոիդ հորմոնի ընկալիչի մի հատվածը բրնձից ստացված մեկ այլ ընկալիչի հատվածին: Փորձերը, որոնք զեկուցվել են Science ամսագրի 2000 թվականի հունիսի 30-ի համարում, ցույց են տալիս, որ բուսական ստերոիդ հորմոնը՝ բրասինոլիդը, ընկալվում է ընկալիչի արտաբջջային մասի կողմից: Ավելի լայնորեն, ընկալիչների մասերը միմյանց կարելու գիտնականների տեխնիկան առաջարկում է շատ խոստումնալից մոտեցում բույսերի ազդանշանային հորմոնների և ընկալիչների մեծ զանգվածի գործառույթը որոշելու համար:
Տեխնիկան կարող է նաև առաջարկել բույսերի բջիջների ազդանշանային մեխանիզմները շահարկելու միջոց՝ բույսերի զարգացումը բարելավելու և հիվանդությունների դիմադրողականությունը խթանելու համար, ասում է հետազոտության ղեկավար Հովարդ Հյուզի բժշկական ինստիտուտի քննիչ Ջոան Չորին: Չորին և Սալկի ինստիտուտի և Կալիֆորնիայի Դևիսի համալսարանի գործընկերները կատարել են գիտություն հոդվածում նկարագրված փորձերը:
Arabidopsis, փոքրիկ ծաղկավոր բույս, որը մանանեխի ընտանիքի անդամ է, որը ներառում է նաև կաղամբն ու բողկը, տեղեկատու օրգանիզմ է, որը լայնորեն օգտագործվում է բուսագետների կողմից: Չնայած Արաբիդոպսիսի և բրնձի գենոմներն ամբողջությամբ հաջորդականացվել են, Չորին ասում է, որ շատ քիչ բան է հայտնի շատ կարևոր բուսական սպիտակուցների մասին, ինչպիսիք են ընկալիչի նման կինազները և այլ ազդանշանային ֆերմենտները, որոնք ուսումնասիրվել են իր լաբորատորիայում:
«Բույսի գենոմում հավանաբար ավելի քան 300 ընկալիչ կինազ կա, և ընդհանուր առմամբ մենք չգիտենք դրանց գործառույթի մասին», - ասաց Չորին: Նաև բացակայում է հիմնարար տեղեկատվություն այն հորմոնների մասին, որոնք առաջացնում են այս ընկալիչ կինազները:Բույսերի կենսաբաններին խոչընդոտել են բույսերի ազդանշանների մասին սովորելու իրենց ջանքերը, քանի որ նրանք դժվարացել են մշակել մեթոդներ՝ չափելի կենսաբանական պատասխաններ ստանալու համար, երբ փորձարարական կերպով մշակում են բույսերի ազդանշանային մոլեկուլները::
Չորին և նրա գործընկերներն ընտրել են բրնձի հիվանդություններին դիմադրող ընկալիչի նման կինազը՝ XA21, քանի որ այն սովորաբար կտրուկ ռեակցիա է առաջացնում բրնձի բույսում, երբ բույսը վարակվում է Xoo (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) պաթոգեն բակտերիայով:): Երբ բրնձի բույսը վարակվում է Xoo-ով, ակտիվացնում է պաշտպանական գեները, սպանում վարակված բջիջները և արտադրում բակտերիաները սպանող ջրածնի պերօքսիդի պոռթկում:
Իրենց աշխատանքում Չորին և նրա գործընկերները հատկապես հետաքրքրված էին պարզելու, թե արդյոք բրասինոլիդ ստերոիդ բուսական հորմոնը հանդիսանում է արաբիդոպսիս ընկալիչ կինազի, որը կոչվում է BRI1, գործարկիչ կամ լիգան: BRI1-ը ընկալիչի կինազների ամենամեծ խմբի անդամ է, որը կոչվում է լեյցինով հարուստ կրկնվող ընկալիչ կինազներ:
Բրասինոլիդը հզոր աճը խթանող հորմոն է, որը համարվում է լույսի նկատմամբ բույսի արձագանքման հիմնական տարրը: Նման արձագանքները, որոնք ներառում են բույսերի աճի կարգավորումը լույսի հասնելու համար կամ ցողունների ամրացումը՝ տերևներին աջակցելու համար, կարևոր նշանակություն ունեն բույսերի գոյատևման համար:
Բրասինոլիդի դերը BRI1-ի հրահրման գործում ուսումնասիրելու համար հետազոտողները կարեցին BRI1 ընկալիչի այն հատվածը, որը սովորաբար կպչում է բուսական բջիջից դուրս՝ XA21 ընկալիչի ներքին հատվածին, որն ազդանշան է տալիս բրնձի բջիջին արձագանքելու վարակին: Երբ նրանք մտցրեցին քիմերային ընկալիչը բրնձի բջիջների մեջ, իսկ հետո բրնձի բջիջները մշակեցին բրասինոլիդով, բջիջները արձագանքեցին այնպես, կարծես վարակված էին Xoo-ով:
«Չնայած բջիջների կուլտուրայում նման չափելի ազդանշանային արձագանքի հասնելը բավականին ստանդարտ է մեր գործընկերների համար, ովքեր աշխատում են կենդանական բջիջների հետ, դա մեծ նորություն է բույսերի հետազոտական համայնքում», - ասաց Չորին:
Ըստ Չորիի, ձեռքբերումը նաև դասեր է տալիս լեյցինով հարուստ կրկնվող ընկալիչների կինազների հիմնական բնույթը հասկանալու համար:
«Բավական հետաքրքիր է տեսնել, որ այս ընկալիչ կինազները, հավանաբար, մոդուլային են, ինչպես կենդանիների ընկալիչի կինազները», - ասաց նա: «Ոչ ոք նույնիսկ չգիտեր, որ դուք կարող եք վերցնել մեկի արտաբջջային տիրույթը և կպցնել այն մեկ այլ կինազի վրա և տեսնել պատասխանը: Մենք հուսով ենք, որ այս բացահայտումը կխթանի մի ամբողջ տնակային արդյունաբերություն, որտեղ հետազոտողները սկսում են փնտրել այլ նմանակների լիգաններ: կինազներ."
Չորիի գործընկերները UC-ում, Դևիսում, այժմ ուսումնասիրում են, թե արդյոք բրնձի բույսերը, որոնք գենետիկորեն փոխվել են նման հորմոնային ընկալիչ ունենալու համար, կարող են ավելի դիմացկուն լինել հիվանդությունների նկատմամբ: Օրինակ՝ հարուցիչի հարձակման դեպքում հետազոտողները կարող են առաջացնել հիվանդության դեմ պայքարող մեխանիզմ՝ բույսը ստերոիդով ցողելով:
Chory-ի խումբը նաև աշխատում է հետագայում բացահայտելու բրասինոլիդի կապը BRI1-ին, ինչպես նաև դեռևս անհայտ ազդանշանի փոխանցման ուղիները բույսերի բջիջում, որոնք ակտիվանում են ընկալիչ կինազով::
