როდესაც თავი გტკივათ, ალბათ ტკივილგამაყუჩებელს სვამთ; როგორც ჩანს, მცენარეების დაახლოებით ასე იქცევიან: როდესაც გარშემო არსებულ საფრთხეთა გამო სტრესის ქვეშ არიან, მცენარეებს საკუთარი ასპირინის გამომუშავება შეუძლიათ.
ახალ კვლევაში, მეცნიერები მცენარეებში ამ განსაკუთრებულ თავდაცვის მექანიზმს დეტალურად დააკვირდნენ; სურდათ გაერკვიათ, როგორ რეგულირდება ასპირინის აქტიური მეტაბოლიტის — სალიცილის მჟავის წარმოება.
სალიცილის მჟავას ადამიანები უკვე საუკუნეებია ხმარობენ ტკივილისა და ანთების საწინააღმდეგოდ. მცენარეებში კი ის ფუნდამენტურ როლს ასრულებს სიგნალიზებაში, რეგულირებასა და პათოგენებისგან თავდაცვაში.
ის ქლოროპლასტებში (ციცქნა მწვანე ორგანელები, რომლებშიც მიმდინარეობს ფოტოსინთეზის პროცესი) გამომუშავდება, ძირითადად, სტრესის საპასუხოდ.
„თითქოს მცენარეები ტკივილგამაყუჩებელს იყენებენ ტკივილის წინააღმდეგ, ზუსტად ჩვენს მსგავსად“, — ამბობს რივერსაიდის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ბიოლოგი ვილჰელმინა ფონ დე ვენი.
რეაქციათა იმ კომპლექსური ჯაჭვის უკეთ შესასწავლად, რომლებსაც მცენარეები სტრესის ქვეშ ასრულებენ, ფონ დე ვენმა და მისმა ჯგუფმა ბიოქიმიური ანალიზები ჩაატარა მცენარეებზე, რომლებსაც მუტაციები ჰქონდათ განცდილი სტრესის მთავარი სასიგნალო გზების ეფექტების დასაბლოკად.
გარემოდან მიღებული სტრესი ყველა ცოცხალ ორგანიზმში წარმოქმნის ჟანგბადის აქტიურ ფორმებს (ROS). ამის ერთ-ერთი მაგალითი, რომელიც შეიძლება კარგად იცოდეთ, არის კანის მზისგან დამწვრობა, თუკი პირდაპირი მზის სხივების ქვეშ დიდხანს იქნებით მზისგან დამცავის გარეშე.
მცენარეების შემთხვევაში, ასეთ სტრესებს შორის არიან არამეგობრული მწერები, გვალვა და ჭარბი სიცხე. ჟანგბადის აქტიური ფორმების მაღალი დონე მცენარისთვის შეიძლება დამღუპველი იყოს, მაგრამ მცირე რაოდენობას უსაფრთხოების მნიშვნელოვანი ფუნქცია აქვს — შესაბამისად, მისი რეგულირება საკვანძოა.
ექსპერიმენტებისთვის სამოდელო მცენარედ მკვლევრებმა კომობისტოსებრთა ოჯახის წარმომადგენელი Arabidopsis-ი გამოიყენეს. ფოკუსირდნენ ადრეულ გამაფრთხილებელ მოლეკულა MEcPP-ზე, რომელიც ასევე გვხვდება ბაქტერიებსა და მალარიის გამომწვევ პარაზიტებში.
როგორც ჩანს, როცა MEcPP მცენარეში აკუმულირდება, იწვევს ქიმიურ რეაქციებს და პასუხს, რომელიც ასევე მოიცავს სალიცილის მჟავას.
ამის ცოდნა შეიძლება დაგვეხმაროს მცენარეების ისე მოდიფიცირებაში, რომ მომავალში ისინი უფრო რეზისტენტული გახდნენ გარემოდან მომდინარე საფრთხეების მიმართ.
„არასასიკვდილო დონეებზე, ჟანგბადის აქტიური ფორმები სასწრაფო დახმარების გამოძახებას ჰგავს, რაც განაპირობებს სალიცილის მჟავის მსგავსი დამცავი ჰორმონების წარმოებას. ჟანგბადის აქტიური ფორმები ნამდვილი ორლესული მახვილია. ვისურვებდით, რომ ეს ინფორმაცია გამოვიყენოთ მცენარეების გამძლეობის გასაუმჯობესებლად. ეს კი გადამწყვეტი იქნება საკვებით მომარაგებისთვის ჩვენს სულ უფრო ცხელ მსოფლიოში“, — ამბობს მცენარეთა გენეტიკოსი ჯინ-ჟენგ ვანგი.
MEcPP მოლეკულისა და მისი ფუნქციის შესახებ ჯერ კიდევ ბევრი რამ არ ვიცით, მაგრამ მისი მექანიზმის მოქმედების გარკვევა მეცნიერებს მისი საკუთარი მიზნებისთვის გამოყენებაში დაეხმარება: ისეთი მცენარეების გამოყვანაში, რომლებიც უკეთესად ეგუებიან სტრესსა და დაძაბულობას.
ცნობილია, რომ მცენარეები და ცხოველები სულ უფრო დიდი წნეხის ქვეშ არიან დამთბარი მსოფლიოსგან; ამასობაში უცნობია, რამდენი სახეობა შეძლებს გადარჩენას საშუალო ტემპერატურის მატების პირობებში.
როგორც მკვლევრები აღნიშნავენ, ამ კვლევაში შესწავლილ სტრესფაქტორებს — რეაქციებს მაღალ სიცხეზე, მუდმივ მზის სინათლეს და წყლის ნაკლებობას — ამჟამად მსოფლიოში უკვე საკუთარ თავზე გამოცდიან მცენარეები. და თუ მცენარეები გასაჭირში არიან, იგივე დღეში ვართ ჩვენც.
„ასეთი ზემოქმედებები სცდება ჩვენს საკვებს. ნახშირორჟანგის ამოღების გზით, მცენარეები ასუფთავებენ ჰაერს და უზრუნველყოფენ გავრცელების არეალს (ჰაბიტატი) მრავალი ცხოველისთვის. მათი გადარჩენის შედეგად მიღებული სარგებელი წარმოუდგენლად დიდია“, — ამბობს რივერსაიდის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ბიოქიმიკოსი კატაიუნ დეში.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.ucr.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
