در محیط زیست گیاهان هم نوعی تقسیم انرژی دارند. طی تحقیقات صورت گرفته، پروتئینی شناسایی شده که باعث ایجاد تعادل بین مقدار کربوهیدرات و روغن تولیدی در گیاه می شود.
شانکلین و همکارانش در موسسه تحقیقات Brookhaven در ایالات متحده آمریکا نقش ژنتیک و برخی فاکتورهای شیمیایی را بررسی کردند که ببینند آیا رابطه ای بین سطح کربوهیدرات و روغن موجود در گیاه وجود دارد؟
آنها اظهار می کنند که در گیاه پروتئینی وجود دارد که وظیفه تعادل بین سطح کربوهیدرات و روغن موجود در گیاه را برعهده دارد و بسیار شبیه به ترموستات کنترل دما است.
پروتئینی به نام KIN10 با فسفریله کردن هزاران پروتئین مختلف، فعالیت آنها را تغییر داده و مانع کاهش میزان کربوهیدرات در گیاه می شود. زمانی که گیاه میزان زیادی کربوهیدرات در اختیار دارد، بخشی از آنرا صرف تولید مواد دیگر از جمله روغن در گیاه می کند و زمانی هم که میزان کربوهیدرات کاهش پیدا می کند در مقابل روغن هم کاهش پیدا می کند. این تیم تحقیقاتی به دنبال پیدا کردن یک رابط بین این دو فرآیند بود.
آنها ابتدا پروتئین های زیادی از جمله آنهایی که توسط KIN10 فسفریله می شوند را بررسی کردند، اما هیچ گونه رابطه ای بین میزان کربوهیدرات و سطح روغن در این موارد بررسی شده مشاهده نگردید، در ادامه آنها روی پروتئین های تنظیمی اصلی که سنتز روغن را بر عهده دارند تمرکز کردند. این تحقیقات منجر به کشف پروتئین WRINKLED1 گردید که باعث فعال کردن ژن های سنتز روغن می شود.
این تیم با استفاده از روش های ایمونولوژی برای اندازه گیری میزان پروتئین ها و آنالیز کمی برای اندازه گیری میزان روغن و با بیان ژن WRINKLED1 در برگهای گیاه تنباکو متوجه شدند که تجمع پروتئین ها و تولید روغن افزایش پیدا می کند. اما با بیان ژن KIN10 میزان پروتئین WRINKLED1 کاهش پیدا کرد که منجر به کاهش تولید روغن در گیاه گردید.
آنها اظهار می کنند زمانی میزان کربوهیدرات در داخل گیاه کم است KIN10 باعث فسفریله کردن WRINKLED1 و با نشان دار شدن تخریب می شود، درنتیجه پروتئین WRINKLED1 کمتری برای فعال کردن مسیرهای سنتز روغن در گیاه در دسترس است. برعکس این حالت هم صادق است، زمانی که سطح کربوهیدرات در داخل گیاه بالا است ژن KIN10 غیرفعال شده و سطح پروتئین WRINKLED1 افزایش می یابد.
جزئیات مطالعه روی این تحقیق راهکارهایی را برای تغییر ژنوم و آلل های این ژن (WRINKLED1) فراهم آورده که مهندسان ژنتیک بتوانند تولیدات گیاهی را به سمت افزایش سوخت های زیستی و چربی در دانه های روغنی هدایت کند.
ترجمه :عباس دکامی
