Bitkiler istilacılarla savaşmak için hücrelerini yeniden programlar. İşte nasıl.
Savaş zamanlarında, fabrikalar savaşın ihtiyaçlarını karşılamak için yeniden donatılır. Montaj hatları, araba parçaları üretmekten makineli tüfeklere veya çamaşır makineleri yapmaktan uçak motorlarına dönüşüyor.
Duymak Duke Üniversitesi bilim adamı Xinnian Dong, bitkilerin barış zamanından savaş zamanı üretimine de geçebileceğini söylüyor.
Ekinler ve diğer bitkiler genellikle bakteri, virüs ve diğer patojenlerin saldırısı altındadır. Bir bitki bir mikrobiyal istilayı algıladığında, hücrelerinin içindeki kimyasal protein çorbasında – yaşamın yük beygiri moleküllerinde – radikal değişiklikler yapar.
Dong ve ekibi, bunu nasıl yapacaklarını bir araya getiriyor. İçinde ABD Ulusal Bilim Vakfı-dergide yayınlanan destekli çalışma Hücre, Dong ve ilk yazar Jinlong Wang, hastalıkla savaşmak için protein yapma makinelerini yeniden programlayan bitki hücrelerindeki temel bileşenleri ortaya koyuyor.
Her yıl mahsul veriminin yaklaşık %15’i bakteri ve mantar hastalıkları nedeniyle kaybediliyor ve bu da küresel ekonomiye yaklaşık 220 milyar dolara mal oluyor. Dong, bitkilerin savaşmalarına yardımcı olmak için bağışıklık sistemlerine güvendiklerini söyledi.
Hayvanlardan farklı olarak bitkiler, kan dolaşımı yoluyla enfeksiyon bölgesine gidebilen özelleşmiş bağışıklık hücrelerine sahip değildir; bitkideki her hücre, hızla savaş moduna geçerek kendini savunmak için ayakta durabilmeli ve savaşabilmelidir.
Bitkiler saldırıya uğradığında önceliklerini büyümeden savunmaya kaydırırlar, böylece hücreler yeni proteinleri sentezlemeye başlar ve diğerlerinin üretimini baskılar. Dong, “iki ila üç saat içinde her şey normale dönüyor” dedi.
Dong, bitkiler için enfeksiyonla mücadelenin dengeleyici bir eylem olduğunu söyledi. Savunmaya daha fazla kaynak ayırmak, yaşam işindeki fotosentez ve diğer faaliyetler için daha az kaynak olduğu anlamına gelir. Çok fazla savunma proteini üretmek ikincil hasar yaratabilir: Aşırı aktif bir bağışıklık sistemine sahip bitkiler bodur büyümeden muzdariptir.
Dong, bitkilerin bu dengeyi nasıl sağladığını anlayarak, bilim adamlarının verimden ödün vermeden hastalığa dirençli mahsuller tasarlamanın yeni yollarını bulmayı umduklarını söyledi.
NSF’nin Bütünleştirici Organizma Sistemleri Bölümü’nde program direktörü olan Michael Mishkind, “Şimdiye kadar bitkilere özgü olmasına rağmen, ortaya çıkarılan mekanizma maya, böcekler ve insanlarda da çalışıyor olabilir” dedi.