از سالیان بسیار دور گیاهان منبع تغذیه انسان‌ها بوده‌اند. اما در این بین، برخی عوامل همواره تهدیدی جدی برای غذای بشر به حساب می‌آمدند. محققان دریافته‌اند که سیستم حمله پاتوژن‌ها همانند هکرهای کامپیوتری است و از سیستم خود میزبان برای بقا استفاده می‌کنند. حال با محدودسازی این سیستم‌ها، می‌توان جلوی رشد و تکثیر پاتوژن‌ها را گرفت.
یکی از منابع اصلی تامین انرژی انسان‌ها از زمان‌های قدیم گیاهان بوده‌اند. به مدد اصلاح ژنتیکی گیاهان به روش اصلاح انتخابی طی هزاران سال، بشر موفق به تولید و پرورش گیاهان ارزشمندی شده است که بدون آن‌ها ما زنده نخواهیم بود. با این وجود، این منابع انرژی همواره در معرض خطر حمله میکروب‌ها قرار گرفته اند که آسیب‌های بسیاری (همچون قحطی ایرلند) را نیز در طول تاریخ به بشریت وارد کرده‌اند.
این پاتوژن‌ها همچون هکرهای کامپیوتر در خفا و به‌طور تخصصی میزبان خود را آلوده می‌کنند. روشی که هکرها و پاتوژن‌ها مورد استفاده قرار می‌دهند نیز یکسان است: خاموش کردن سیستم دفاعی، و دسترسی به منابع هدف. زمانی که پاتوژن‌ها در محل قرار گیرند، تا جایی که می‌توانند تغذیه می‌کنند و تکثیر می‌شوند. برخلاف هکرهای کامپیوتری که به دنبال پول یا اطلاعات هستند، این هکرهای ریز به دنبال غذای ما هستند، آن‌ها بیش از ۲۵ درصد از محصولات زراعی را قبل از این‌که به بازار برسد از بین می‌برند.
مهم‌ترین هکرهای گیاهی اوومیست‌ها هستند، که موجب قحطی در ایرلند و مهاجرت میلیون‌ها نفر شدند. با وجود این، پاتوژن‌های گیاهی بخصوص اوومیست‌ها به عنوان مهم‌ترین عوامل خسارت‌زا به حساب می‌آیند و سالانه باعث ایجاد خسارت‌های چندین میلیارد دلاری می‌شوندند. تا قبل از توالی‌یابی ژنوم این موجودات، آن‌ها به عنوان خانواده ای از قارچ‌ها به حساب می‌آمدند، اما مطالعات نشان از قرارگیری این موجودات در گروه جلبک‌ها دارد. این موجودات تک‌سلولی زمانی که وارد گیاه می‌شوند شروع به ایجاد ارتباط با میزبان کرده و از طرق مختلفی همچون خاموشی سیستم دفاعی گیاه تا شکستن مواد مغذی، موجب آسیب به گیاه می‌گردند.
در طی تکامل، اوومیست‌ها موفق به تولید سموم و پروتئین‌هایی شدند که می‌تواند سیستم ایمنی گیاه را غیرفعال کند. در مقابل، گیاهان نیز مقابله به مثل می‌کنند، اما سازگاری به این نوع حملات دشوار و زمان‌بر است. در ژنوم اوومیست‌ها ، ژن‌های مرکزی در متابولیسم و رشد با سرعت طبیعی در حال تغییر هستند. اما ژن‌های درگیر در تولید سموم به سرعت تغییر می‌کنند. از این رو استفاده پی در پی از یک نوع گیاه در مزرعه، شرایط آلوده سازی برای این هکرها را آسان می‌کند.
اما راهکار چیست؟ یک روش، استفاده از قارچ کش‌ها است که امروزه مشکل مقاومت به قارچ کش‌ها نیز مطرح است. آزمایشگاه McDowell در ویرجینیا سلاحی جدید برای این هکرهای گیاهی ایجاد کرده‌اند. همانند هکرهای کامپیوتری، پاتوژن‌ها نیز برای رشد و تکثیر از سیستم میزبان -همانند پمپ‌های انتقال مواد غذایی- برای زنده‌مانی و تکثیر خود استفاده می‌کنند. حال اگر دسترسی به این سیستم‌ها محدود گردد، پاتوژن به علت قحطی از بین خواهد رفت. این محققان به دنبال رابطه‌ای بین پاتوژن و گیاه میزبان -آرابیدوپسیس- هستند. شناسایی و مطالعه این چنین ژن‌هایی فرصت اصلاح و مهندسی گیاهان را در برابر این بیماری‌ها فراهم می‌سازد. آن‌ها با خاموشی برخی از ژن‌های درگیر در جذب، ذخیره و تنظیم مواد مغذی توانستند با قرار دادن گیاه در شرایط گرسنگی، جلوی تکثیر پاتوژن‌ها را بگیرند. در واقع، گیاه بدون آلودگی و مرگ می‌تواند با سیستم‌های جایگزین ادامه حیات دهد، اما خاموشی ژن های حیاتی برای پاتوژن، مرگ این هکرها را حتمی می‌کند.
☑ لینک خبر
