Bitki duman dedektörleri hormon sensörleri olarak gelişir
Orman yangınları yıkıcıdır, ancak mevcut bitki örtüsünü temizleyerek ve yeni bitkilerin ortaya çıkmasına izin vererek yeni hayat da getirebilirler. Yangına eğilimli alanlardaki birçok bitki, tohumların çimlenmesi için ateşe maruz kalmasını gerektirir.
Geçtiğimiz on yılda bilim adamları, yanmış bitki materyalinden çıkan dumandaki karrikin adı verilen molekülleri tespit edebilen eski bir reseptör proteini keşfettiler. KAI2 adı verilen “duman detektörü” proteini, tohumların çimlenmesini hızlandıran moleküler sinyalleri başlatır.
İlginç bir şekilde, KAI2 proteinleri, yangın bölgelerinde yaşamayan çok çeşitli bitki türlerinde de ortaya çıkıyor. Şimdi, ABD Ulusal Bilim VakfıNitzan Shabek ve Angelica Guercio liderliğindeki desteklenen araştırma Kaliforniya Üniversitesi, Davis bezelye bitkilerinde bu reseptörleri ortaya çıkararak KAI2’nin bitkilerde büyüme hormonlarını algılamada da rol oynadığını gösterdi. çalışma yayınlandı İletişim Biyolojisi.
NSF’nin Moleküler Bölümü’nden bir program direktörü olan Steven Clouse, “Bu çalışma, bir protein reseptörünü kodlayan tek bir atadan kalma genin, dahili olarak üretilen bitki hormonlarını veya dış çevresel sinyalleri tanımak için evrim yoluyla nasıl adapte edilebileceği konusundaki anlayışımızı ilerletmek için gelişmiş moleküler araçlar kullanıyor” dedi. ve Hücresel Biyobilimler.
Araştırmacılar, birkaç mahsul türü de dahil olmak üzere en büyük çiçekli bitki ailelerinden biri olan baklagil ailesine ait oldukları için bezelyeye baktılar. Baklagiller, mikroplarla simbiyoz yoluyla havadaki nitrojeni ‘sabitler’.
Bilim adamları, orijinal KAI2 geninin, baklagillerin evriminin başlarında kopyalandığını ve iki gen, KAI2A ve KAI2B ürettiğini buldular. Genetik, biyokimya ve protein kristalografisindeki ileri teknikleri kullanan biyologlar, iki reseptörün, strigolaktonlar adı verilen yeni ortaya çıkan bir bitki hormonları sınıfı da dahil olmak üzere geniş bir aralığa sahip KAI2B ile farklı ligandlara tepki verdiğini keşfettiler.
“İşbirlikçilerimizle birlikte, KAI2 reseptörlerinin atomik yapılarından ve kütle spektrometri incelemesinden elde ettiğimiz bulguları bitkilerdeki deneylerle birleştirerek, bu reseptörlerin sadece hormonları algılamakla kalmayıp aynı zamanda onları nasıl katalize ettiklerini de ortaya çıkarmak için evrimde nasıl ayrıldığını ortaya çıkardık.” dedi Şabek.