ترکیب شیمیایی تقویت کننده رشد و ضد پیری در ریشه گیاه و جنین حیوانات

فهرست مطالب نمایش

اخبار سلامتی

ریشه گیاهان و جنین حیوانات برای تکامل موفقیت آمیز به یک ماده شیمیایی تکیه می کنند.

تخم قورباغه چه تفاوتی با کرم های ضد پیری دارد؟ عملکرد موفقیت آمیز آنها به گروهی از ترکیبات شیمیایی به نام رتینوئید بستگی دارد که قادر به بازتولید و تولید بافت ها هستند.

یک مطالعه جدید در گیاهان نشان می دهد که توانایی تولید بافت توسط رتینوئیدها در رشد و گسترش مناسب ریشه ها نیز موثر است.اگر تا به حال بذر تربچه کاشته اید، می دانید که اولین مرحله ای که رخ میدهد ایجاد یک ریشه عمودی بلند است. اگر کمی بیشتر به آن زمان بدهید ریشه های کوچکتری نیز پیدا می کند که عمود بر ساقه گیاه قرار دارند. با گذشت زمان، این ریشه های جانبی به طور مکرر منشعب می شوند و گسترش می یابند و ساختار تور مانندی ایجاد می کنند که گیاه را در خاک پایدار کرده و تغذیه می کند.

این ریشه های جانبی صرفاً به طور تصادفی بیرون نمی آیند. آنها ظاهر می شوند و سپس در فواصل منظم در امتداد یک محور اصلی و با ریتم مشخصی منشعب می شوند. تا کنون مشخص نشده بود که چه چیزی رشد و ریتم انشعاب آنها را تنظیم و تعیین می‌کند.

در یک مطالعه جدید، که در 26آگوست در مجله Science منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی Alexandra Dickinson، استادیار دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و Philip Benfey ، استاد برجسته زیست شناسی در دانشگاه Duke، ترکیب مذکور را شناسایی کردند. که نقش کلیدی در تحریک رشد ریشه های جانبی گیاهان ایفا می کند.

تیم تحقیق یک احتمال داشت: رتینال، نوعی از رتینوئید،که به نظر می رسید این الگو عملکردی را توصیف کند.

در انسانها و نیز در همه حیوانات مهره دار، تبدیل تخمک بارور به جنین با قلب کوچک تپنده مستلزم تمایز، تخصصی شدن و ایجاد بافت های خاص مانند استخوان، عروق خونی و سیستم عصبی است. این فرآیند توسط رتینال شروع و در ادامه تنظیم می شود. حیوانات نمی توانند رتینال خود را تولید کنند، اما باید آن را از گیاهان یا حیواناتی که از گیاهان تغذیه می کنند تامین کنند.

دیکینسون ، سرپرست این مطالعه به عنوان بخشی از تحقیقات پسا دکتری خود در دانشگاه Duke گفت: “ما می دانیم که گیاهان توانایی تولید این ترکیب را دارند، زیرا این برای رشد حیوانات بسیار مهم است، و بنابراین بررسی نقش آن در توسعه گیاه نیز بسیار وسوسه انگیز بود.”

همچنین بیشتر بخوانید:

کاشت گیاه در ماه برای اولین بار در تاریخ بشر

پنج مورد از بهترین گیاهان تصفیه‌کننده هوا برای خانه شما

ترکیب شیمیایی تقویت کننده رشد و ضد پیری در ریشه گیاه و جنین حیوانات

برای اینکه گیاهان از رتینال به خوبی استفاده کنند، مولکول های رتینال باید یک تیم برچسب دار همراه با پروتئین در داخل سلول گیاهی در طی فرآیندی به نام اتصال پروتئین تشکیل دهند.

برای آزمایش اینکه آیا رتینال واقعاً عاملی موثر در توسعه ریشه جانبی بوده است، دیکنسون و تیم وی به نهال ها رنگی افزوند که وقتی رتینال به پروتئین داخل سلول متصل می شود این رنگ می تواند باعث درخشش شود. در حین رشد نهال ها، نقاط درخشان در نزدیکی نوک ریشه اصلی ظاهر شدند که مدتی بعد، یک ریشه جانبی از آن نقاط درخشان رشد کرد.

این فرآیند در فواصل منظم مرتبط با رشد نهال تکرار می شود و نشان می دهد که رشد ریشه جانبی با پیک اتصال رتینال در ارتباط است.

برای تأیید یافته های خود، تیم به طور مستقیم رتینال را روی ریشه اولیه گیاهان اعمال کرد. نهال هایی که تقویت کننده رتینال را دریافت کردند، بیشتر از حالت طبیعی ریشه های جانبی پیدا کردند.

برای اطمینان بیشتر، تیم از ترکیبی استفاده کرد که باعث می شود گیاهان قادر به تولید رتینال نباشند و مشاهده کردند که این در این نهال ها باعث می شود تا ریشه های جانبی بسیار کمی دیده شود.

سپس آنها رتینال را مستقیماً بر روی ریشه اصلی نهال ها اعمال کردند و همانطور که قابل پیشبینی است در جایی که رتینال اعمال شده بود، ریشه های جانبی شروع به رشد کردند.

Benfey گفت: “همه راه هایی که ما ار آن به این سوال نگاه کردیم پاسخ بسیار مثبت بود.”اگر جنین در حین رشد دچار کمبود رتینال شود، دچار نقایص رشدی میشود. “این به طور شگفت انگیزی مشابه آن چیزی است که در مورد گیاهان و ریشه های جانبی آنها اتفاق می افتد.” شباهت ها به همین جا ختم نمی شود: سلول های جنین حیوانات برای گرفتن رتینال از محیط اطراف خود به پروتئین های خاصی تکیه می کنند. گیاهان رتینوئیدهای خود را تولید می کنند ، اما هنوز برای اتصال آنها و فعال کردن فرایندهای رشد به پروتئین های خاصی احتیاج دارند.

تیم تحقیقاتی دریافتند که پروتئینی که در گیاهان برای اتصال رتینال مورد استفاده قرار می گیرد، عامل دیگری است که مشابه آن در سلول های حیوانی یافت می شود.در اصل آنها متفاوت هستند، اما ساختار و شکل مشابهی دارند.

Benfey می گوید: “یافتن سیگنالی که باعث گسترش ریشه می شود و پروتئینی که در نهایت آن را به هم متصل می کند بسیار هیجان انگیز است.”

گیاهان و جانوران مهره دار موجودات بسیار متفاوتی هستند که مسیرهای تکاملی آنها بیش از 1500 میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شده است. یافتن این نکته که هر دو از ترکیبات شیمیایی مرتبط برای تولید بافت های جدید در طول رشد خود استفاده می کنند، نمونه ای از راهکاری از دل طبیعت است که به طور مستقل برای مشکلات مشابه در دو موجود زنده بسیار متفاوت به راه حلی مشابه رسیده است، این پدیده را “تکامل همگرا” گویند.

رتینوئیدها کاربردهای پزشکی متعددی دارند ، از کرم ضدآکنه گرفته تا درمان سرطان. کشف شیوه های دقیق تنظیم رشد بافت ریشه گیاهان مجموعه کاملاً جدیدی از درها را از کاربردهای آن باز می کند.

دیکینسون گفت: “ما مسیر جدیدی را پیدا کردیم که به سلول ها اطلاعات می دهد و آنها را متقاعد می کند تا به جای انجام وظیفه ای که در ابتدا برای آنها مشخص شده بود، اندامی جدید بسازند. “بنابراین شاید بتوانیم چیزی از گیاهان گرفته و از آن برای درک بهتر آنچه در انسان می گذرد استفاده کنیم.”

این کار توسط موسسه پزشکی هوارد هیوز (Howard Hughes Medical) و موسسه ملی سلامت ایالات متحده (US National Institutes of Health) توسط بورسیه فوق دکتری آرنولد و مابل بکمن به الکساندرا دیکنسون پشتیبانی شد. تحقیقات خوزه آر.دینی( R. Dinneny) تا حدی با کمک دانشجویی از موسسه پزشکی هوارد هیوز و بنیاد سیمونز (Institute Simons Foundation) پشتیبانی شد. مایکل لوچیانو (Michael Luciano) و مارتین اشنرمن (Martin Schnermann) توسط برنامه تحقیقات داخل محوطه موسسه ملی سلامت ( the National Cancer Institute (NIH)) موسسه ملی سرطان و مرکز تحقیقات سرطان (Center for Cancer Research) حمایت شدند.

مترجم:آتوسا بهنام راد