با تغییر دمای محیط، گیاهان نمی توانند خود را بپوشانند یا از خود حفاظت کنند. از این رو دست‌خوش تغییرات بیوشیمیایی می‌شوند تا سلول‌هایشان را از آسیب حفظ کنند. به تازگی محققان امریکایی و ترکیه ای توانسته اند با استفاده از شبکه‌های سه‌جانبه و گزارشگر این فرایندها را شرح داده و حتی برخی از ژن‌های کنترل‌کننده را نیز شناسایی کنند.
نتایج این مطالعه، نگرش جدیدی را پیرامون تنش سرما به وجود آورده است. به طوری که ورای روش‌های سنتی که به مطالعه یک ژن، پروتئین یا مسیر بیوشیمیایی می‌پردازند، این روش به‌طور هم‌زمان تمام مجموعه ژن‌ها، متابولیت‌ها، مسیرها و واکنش‌های درگیر در پاسخ به تنش سرما را مورد بررسی قرار می‌دهد.
پروفسور Gustavo Caetano-Anollés می‌گوید: “احتمال اینکه یک به‌نژادگر بتواند با تغییر موفقیت آمیز یک ژن منفرد، مقاومت به تنش سرمای سودمند برای گیاه ایجاد کند بسیار اندک است. ما علاوه بر شناختن ژن مورد نظر باید تمامی ژن‌هایی که مسیرهای بیوشیمیایی خاص و دیگر فعالیت‌های زیست‌شناختی درگیر در پاسخ به تنش را تحت تأثیر قرار می‌دهند نیز بشناسیم. این مطالعه متابولیت‌های مهمی را که با صفات دارای اهمیت مرتبط هستند شناسایی کرده است.”
محققان با مطالعه آرابیدوپسیس و با استفاده از داده‌های پایگاه‌های اطلاعاتی توانستند شبکه‌ای سه‌جانبه از ژن‌ها، متابولیت‌ها و مسیرها را طراحی کنند که تمامی فرایندهای درگیر در پاسخ به تنش سرما را شناسایی می‌کند.
پروفسور Caetano-Anollés می‌گوید: “ما متابولیت‌های مرتبط با تنش را شامل مسیرهای اسیدآمینه، کربوهیدرات، لیپید، هورمون، انرژی، فتوسنتز و انتقال پیام، در مسیرهای بیوشیمایی شناسایی کردیم که تصور نمی‌کردیم در پاسخ به تنش نقش داشته باشند و دریافتیم که تنش سرما ابتدا منجر به القای سوختن انرژی شده و سپس کربن را به سمت متابولیسم اسیدآمینه و لیپید سوق می‌دهد.”
Ibrahim Koç یکی از اعضای تیم تحقیقاتی از دانشگاه فنی ترکیه نیز می‌افزاید: “به‌طور ویژه اتانول، متابولیتی مهم است که در مدیریت انرژی سلول نقش دارد.”
این کشف نشان از مسیری رو به جلو برای به‌نژادگران و مهندسین زیستی دارد. هر چند که برای تعیین قابلیت دست‌ورزی هم‌زمان این مسیرها مطالعات بیش‌تری نیاز است. به علاوه این تحقیق روشی را برای بررسی فرایندهای متابولیک به طور مجازی فراهم می‌کند.
پروفسور Caetano-Anollés در پایان می‌افزاید: “استراتژی‌هایی که از این شبکه‌های پیچیده برای مرتبط کردن فعالیت ژن‌ها به عملکردهای زیست‌شناختی استفاده می‌کنند، فرصت‌های جالب توجهی را برای حوزه‌های مهندسی ژنتیک و سینتتیک بیولوژی فراهم می‌کنند.”
☑ منبع خبر
☑ لینک مقاله
