گیاهان، چشم ندارند، اما محیط اطرافشان را با استفاده از نور درک می کنند. این عمل به وسیله پروتئین هایی به نام فتورسپتورها که نور را جذب کرده و به سیگنالی برای روشن یا خاموش کردن ژن ها تبدیل می کنند، امکان پذیر می گردد. تاکنون، دانشمندان مکانیسم ملکولی مربوط به این فرایند را که به گیاهان اجازه می دهد زمانی که در سایه هستند به سمت خورشید بروند و اجازه می دهد گیاهان درک کنند چه فصلی است تا بتوانند در بهار شکوفه بزنند را به صورت کامل کشف نکرده اند.
گروهی از محققان در حال بررسی گروهی از فتورسپتور ها به نام فیتوکروم ها می باشند که به نور قرمز و زیر قرمز حساس هستند و در گیاهان، قارچ ها و باکتری ها به صورت حفاظت شده وجود دارند، این تحقیق در Arabidopsis thaliana، گیاه گلدار کوچک که به دلیل رشد و مطالعه آسان آن، به عنوان یک مدل استفاده گسترده ای توسط زیست شناسان دارد، انجام شد.
فیتوکروم ها، رشد گیاهان و توسعه آن را با تغییرات میزان یا پایداری گروه دیگری از پروتئین ها به نام فاکتور رونویسی که وظیفه خاموش یا روشن کردن ژن ها را برعهده دارد، کنترل می کند. به منظور دریافت اینکه فتورسپتور ها، میزان فاکتور های رونویسی را تنظیم می کنند، ساختار فتوکروم که دارای دو ناحیه عملکردی است که دومین نامیده می شوند، مورد توجه قرار گرفت.
در حالی که مشخص شده است که یک دومین (دومین انتهای امینی) نور را حس می کند، عملکرد دومین دیگر (دومین انتهای کربوکسیلی) ناشناخته باقی مانده است. اکثر دانشمندان اعتقاد دارند که انتهای کربوکسیلی، نقش مهمی در سیگنال های تغییر دهنده بیان ژن ایفا نمی کنند، اما گروه دیگری از دانشمندان عقیده دیگری داشتند.
این گروه از پژوهشگران بیان داشتند که در باکتری ها که از پروتئین مشابهی برای درک نور استفاده می کنند، انتهای آمینی، نور را حس می کند و انتهای کربوکسیلی پایداری عوامل رونویسی را تنظیم می کند. با این حال، مدل رایج در گیاهان این است که انتهای امینی فتورسپتور هم نور محیط را درک کرده و هم به آن پاسخ می دهد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که انتهای کربوکسیلی در حقیقت تنظیم بیان ژن را کنترل می کند با این تفاوت که روش بسیار متفاوتی از باکتری را به کار می گیرد.
دانشمندان بیان می دارند که این یافته ها می تواند برای کشاورزان که به دنبال افزایش مواد غذایی در زمین های کمتر هستند، به کار گرفته شود. در حال حاضر با درک اینکه نور چگونه رشد و توسعه را تغییر می دهد، می توان گیاهان را مهندسی کرد و آن ها را بسیار نزدیک هم کاشت بدون اینکه در بازده آن ها کاهشی دیده شود.
مترجم: منصوره السادات حسینی
☑️لینک خبر
