به گزارش زیستنا به نقل از Phys.org، شناخت این مسئله که گیاهان چگونه نور را پردازش می‌کنند برای افزایش عملکرد محصول بسیار مهم است. نور به گیاهان کمک می‌کند تا بدانند چه زمانی رشد کنند و در زمان مناسب گل دهند. گیاهان با استفاده از پروتئین‌هایی به نام گیرنده‌های نوری (Photoreceptors) نور را پیدا می‌کنند. گروه دکتر اولاس پدمیل (Ullas Pedmale)، استادیار آزمایشگاه کلد اسپرینگ هاربر (Cold Spring Harbor) یا به‌اختصار CSHL کشف کرد که چگونه پروتئین‌هایی به نام UBP12 و UBP13 به تنظیم گیرنده‌ای نوری به نام CRY2 کمک می‌کنند. اکتشاف آن‌ها در ژورنال Current Biology منتشر شده است. این یافته ممکن است راه‌های تازه‌ای را برای کنترل رشد نشان دهد که این امر می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای فراتر از کشاورزی داشته باشد.
گیرنده‌های نوری CRY برای گیاهان و انسان‌ها رایج هستند. این گیرنده‌ها با بیماری‌های انسانی از جمله سرطان، دیابت و چندین اختلال مغزی ارتباط دارند. CRY2 به کنترل رشد در انسان‌ها و نیز در گیاهان کمک می‌کند. رشد کنترل نشده در گیاهان سبب کاهش زنده‌مانی آن‌ها می‌شود؛ درحالی‌که رشد کنترل نشده در انسان باعث بروز سرطان می‌شود. پدمیل می‌گوید: «اگر رشد را بشناسیم کنیم، می‌توانیم سرطان را درمان کنیم.»
گیاهان مقدار مناسبی از CRY2 نیاز دارند تا بدانند چه زمانی رشد کنند و گل بدهند. پدمیل و همکار پسادکترای سابق وی لوئیز لیندبک (Louise Lindbäck) کشف کردند که دست‌کاری UBP12 و UBP13 می‌تواند میزان CRY2 را در گیاهان تغییر دهد. آن‌ها دریافتند که افزایش UBP12 و UBP13 مقدار CRY2 را کاهش می‌دهد. این مسئله سبب شد گیاهان فکر کنند که نور کافی وجود ندارد. در پاسخ، آن‌ها ساقه‌های بلندتر و غیرطبیعی رشد می‌دهند تا به نور بیشتری برسند.
پدمیل می‌گوید: «ما راهی برای شناخت رشد در اینجا داریم و می‌توانیم رشد را تنها با دست‌کاری دو پروتئین دست‌ورزی کنیم. ما راهی یافته‌ایم که می‌توانیم واقعاً تولید گل را افزایش دهیم. شما برای غذا به گل‌دهی نیاز دارید. اگر گلی وجود نداشته باشد، غله‌ای وجود ندارد. برنجی وجود ندارد، گندمی وجود ندارد، ذرتی وجود ندارد.»
پدمیل و لیندبک دقیقاً نمی‌دانستند که UBP12 و UBP13 چگونه CRY2 را تنظیم می‌کنند. زمانی که پژوهشگران بررسی دقیق‌تری انجام دادند و به کشف شگفت‌انگیزی دست یافتند. در انسان و سایر موجودات، نسخه‌های UBP12 و UBP13 از گیرنده‌های نوری CRY را در برابر تجزیه محافظت می‌کنند؛ اما این گروه در گیاهان خلاف این مسئله را مشاهده کرد. UBP12 و UBP13 در واقع به تجزیه CRY2 کمک می‌کردند.
لیندبک که در حال حاضر مهندس تحقیق و توسعه در شرکت نوردیک بیومارکر (Nordic Biomarker) در سوئد است توضیح می‌دهد: «از منابع، مشخص است که اگر چنین ارتباط متقابلی را پیدا کنید، این ارتباط محافظت از تجزیه شدن است. ابتدا ما برعکس آن را مشاهده کردیم و گمان کردیم که شاید کاری را اشتباه انجام داده‌ایم، اما هنگامی‌که این کار چند بار آن را انجام دادم، متوجه شدیم که این درست است. به‌جای اینکه از CRY2، محافظت کند سبب تجزیه CRY2 می‌شود.»
پدمیل امیدوار است که کشف آن‌ها به پژوهشگران علوم گیاهی و پرورش‌دهندگان گیاه کمک کند تا عملکرد محصول را افزایش دهند. او همچنین امیدوار است که کارش به تحقیقات سرطان کمک کند. وی می‌گوید: «همکاران من در CSHL به‌شدت تلاش می‌کنند تا سرطان را بشناسند.» وی ادامه می‌دهد: «ما با گیاهان از زاویه‌ای متفاوت به آن می‌پردازیم.»
منبع: Phys.org
Journal Reference:
Lindbäck, Louise N., Yuzhao Hu, Amanda Ackermann, Oliver Artz, and Ullas V. Pedmale. “UBP12 and UBP13 Deubiquitinases Destabilize the CRY2 Blue Light Receptor to Regulate Arabidopsis Growth.” Current Biology, ۲۰۲۲, S0960982222008491. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.05.046.