تسمح الآلية المعجزة للخلايا النباتية بتوزيع هرمون النمو أوكسين على وجه التحديد

نجح باحثون من ليدن ونمساويون في اكتشاف كيفية قيام خلية نباتية بنقل هرمون النمو أوكسين على وجه التحديد إلى الخلية التالية. يبدو أن ثلاثة بروتينات تترابط معًا مثل الكتلة ضرورية لعملية النقل هذه. يقول البروفيسور ريمكو أوفرينجا: "هذا الاكتشاف يحل جزءًا مهمًا من اللغز".

يمكن اعتبار هرمون الأوكسين محرك نمو النبات. يحدد الأوكسين كيف وأين ينمو النبات، سواء بالنسبة للأوراق أو الجذور. ولكن كيف ينتهي الأمر بهرمون النمو هذا في المكان المناسب في النبات؟ حتى الآن كان من المعروف أن البروتينات الناقلة تمرر الأوكسين من خلية إلى أخرى. هذه البروتينات هي نوع من القنوات الصغيرة المنقولة في غشاء الخلية على سطح الخلية.

الخلية النباتية على شكل مربع
يقول ريمكو أوفرينجا، أستاذ علم الوراثة التطورية النباتية: "لنفترض أنك ترى خلية نباتية كصندوق مستطيل". "ثم يجب أن تتجمع بروتينات النقل هذه على أحد الجوانب لتمرير الأوكسين على وجه التحديد إلى الخلية التالية. ثم تقوم تلك الخلية بتمريرها إلى الخلية المجاورة لها بنفس الطريقة. وهكذا يضمن النبات نقل الأوكسين من الخلايا المنتجة للهرمونات إلى المكان الذي يحتاج النبات للنمو فيه.

وكان أوفرينجا قد اكتشف سابقًا أن ما يسمى ببروتينات الكيناز تحدد بروتينات النقل بمجموعات الفوسفات. وهذا يسمح لهم بتحديد أي جانب من الخلية تتجمع بروتينات النقل وبالتالي في أي اتجاه يتم ضخ الأوكسين.

سلسلة مهمة
قصة واضحة، قد تعتقد. ومع ذلك، لا يزال هناك شيء مفقود، كما يقول أوفرينجا. "كيف ينشأ مثل هذا التراكم لبروتينات النقل على جانب واحد من غشاء الخلية؟" لقد اكتشفنا الآن رابطًا مهمًا في هذا الأمر، بالتعاون مع زملاء من معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا. نشر الفريق هذا الاكتشاف في 11 مارس في مجلة Current Biology الشهيرة.

مجمع مستقر
المشكلة تكمن في بروتينات النقل. وتقع هذه في غشاء الخلية للخلية النباتية ويمكن أن تتحرك داخلها. وبالتالي، لا يمكن للبروتينات أن تكون موجودة في أعلى الخلية أو أسفلها فحسب، بل أيضًا على الجانبين. لقد اكتشفنا أن مجموعة أخرى من البروتينات متورطة، وهي بروتينات MAB. يتفاعل بروتين MAB هذا مع بروتين النقل المسمى وبروتين الكيناز، اللذين يشكلان معًا نوعًا من الكتلة. ولأن المجموعة ضخمة جدًا، فإنها تبقى منظمة على الجانب الأيمن من الخلية.'

وأظهر الباحثون ذلك من خلال مقارنة الخلايا النباتية الطبيعية مع الخلايا النباتية الطافرة التي لا تحتوي على بروتينات كيناز أو لا تحتوي على بروتينات MAB. وفي الحالتين الأخيرتين، بدا أنه لا يوجد أي تراكم لبروتينات النقل على جانب واحد من الخلية. وهكذا أثبت الباحثون أن بروتينات الكيناز وMAB ضرورية للنقل الصحيح للأوكسين.

معا أقوى
يقول أوفرينجا: "يعد منشورنا مثالًا جيدًا لكيفية عمل العلم". "لقد عملت مع جيري فريمل، قائد مجموعة زملائنا النمساويين، منذ ما يقرب من عشرين عامًا. لذلك أنا أعرفه جيدًا. لكننا أجرينا هذا البحث على بروتينات MAB بشكل مستقل عن بعضها البعض. لقد اكتشفنا خلال أحد المؤتمرات أننا نعمل على نفس الموضوع. ثم اتضح أن بياناتنا تكمل بعضها البعض بشكل جيد. بالنسبة لأوفرينغا، كان التعاون هو الخطوة المنطقية الوحيدة التالية. يمكنك أيضًا اختيار نشر كليهما بنفسك، ولكن بعد ذلك سيكون لدينا قصة غير مكتملة. الآن لدينا مطبوعة أقوى بكثير معًا وما زال الجميع يحصلون على التقدير الذي يستحقونه.

ما الذي يجعل النبات ينمو باتجاه الضوء؟
ضع نباتًا في الشمس وسوف ينمو ملتويًا في أي وقت من الأوقات. ولكن لماذا هذا؟ قبل عشر سنوات، رسم ريمكو أوفرينجا وزملاؤه خريطة لهذه الآلية لأول مرة على المستوى الجزيئي. وهنا أيضًا، يبدو أن بروتينات الأوكسين والنقل والكيناز تلعب دورًا حاسمًا.

 

المصدر: https://www.universiteitleiden.nl/nieuws/2021/03/wonderlijk-mechanisme-laat-plantencellen-gericht-het-groeihormoon-auxine-verspreiden