Өсүмдүктөрдүн иммунитетинде химиялык коргоочу зат катары кызмат кылган дебнейолдун кантип өндүрүлөрүн Пекин жана Цинхуа университеттеринин окумуштуулары аныкташты.
Пекин университетинин (Peking University) жана Цинхуа университетинин (Tsinghua University) изилдөөчүлөр тобу табияттагы эң натыйжалуу коргонуу механизмдеринин биринин так түзүмүн аныктап, дээрлик жарым кылым боюу илимпоздорду таң калтырып келген биологиялык табышмакты чечишкенин Пекин университети өзүнүн интернет баракчасында жарыялады.
Университеттин материалында белгиленгендей, миллиондогон жылдар бою уланып келген унчукпас согушта өсүмдүктөр баскынчы патогендерге каршы күрөшүү үчүн татаал химиялык курал-жарактарды өнүктүрүшкөн.
Азыр Cell журналында жарыяланган жаңы изилдөөдө эки университеттин окумуштуулар тобу айрым өсүмдүктөр дебнейол (debneyol) деп аталган күчтүү кошулманы кантип өндүрөрүн ачып беришти.
Дебнейол алгачкы ирет 1979-жылы тамеки жана калемпир өсүмдүктөрүнөн табылган. Бул кошулма – фитоалексиндер тобуна кирет – өсүмдүктөр стресске кабылганда жооп катары синтездеген (өндүргөн) антимикробдук зат.
Дебнейолду өсүмдүктөр үчүн табигый антибиотик катары да мүнөздөсө болот.
Ал козу карындардын жана бактериялардын кеңири түрүн жок кылуудагы күчтүү жөндөмүнөн улам көптөн бери белгилүү болсо да, өсүмдүктөр дебнейолду кантип өндүрөрү боюнча так көрсөтмөлөр ушул убакка чейин табышмак бойдон калып келген.
Химиялык калкан жана башкы уюштуруучу
Пекин университети маалымдагандай, азыркы жетишкендик алардын профессору Лэй Сяогуан (Lei Xiaoguang) жетектеген топ менен Цинхуа университетинен профессор Лю Юле (Liu Yule) жетектеген топ дебнейолду өндүрүү процессинин өзөгүн түзгөн үч өзгөчө ферментти – EAS, EAE жана EH1 аныктаганда мүмкүн болду.
Бирок, чыныгы жана күтүлбөгөн ачылыш – miR1919 деп аталган молекулярдык өчүргүч тарабынан жөнгө салынган MCD1 аттуу белоктун табылышы.
Изилдөөчүлөр MCD1 “метаболикалык уюштуруучу” катары иштей турганын аныкташты.
Ал ферменттердин өсүмдүк клеткасынын ичинде башаламан түрдө калкып жүрүшүнө жол бербестен, аларды физикалык жактан бириктирип, “метаболон” деп аталган, жогорку натыйжалуулуктагы бирдиктүү өндүрүш комплекси кылып түзөт.
Мындай мейкиндиктик уюшуу илимпоздор субстраттык каналдаштыруу деп атаган көрүнүштү жаратат.
Ферменттерди тыгыз комплекске бириктирүү менен өсүмдүк химиялык курулуш блокторун бир баскычтан кийинкисине түздөн-түз өткөрө алат.
Бул чийки заттардын башка, анча натыйжалуу эмес коргонуу механизмдерине текке кетишин алдын алып, өсүмдүккө чабуул жасалаар замат өзүнүн химиялык калканын ыкчам жана массалык түрдө өндүрүүгө мүмкүнчүлүк берет.
Дүйнөлүк айыл чарба үчүн акылдуу коргонуу
Пекин университетинин материалында жазылгандай, бул ачылыштын айыл чарбанын келечеги үчүн мааниси абдан чоң.
Изилдөө оптималдаштырылган мындай коргонуу системасы бар өсүмдүктөр өзгөчө кеңири спектрдеги туруктуулукту көрсөтө аларын далилдеди.
Башкача айтканда, алар вирустарга, козу карындарга жана бактерияларга бир эле учурда каршы тура алышат.
Эң маанилүүсү, изилдөө тобу бул коргонуу механизмин дагы “акылдуу” кылуунун жолун табышты.
Белгилүү бир генетикалык өчүргүчтү колдонуу менен өсүмдүк химиялык калканын чыныгы чабуулду байкаганда гана иштетет.
Бул өсүмдүктүн кадимки өсүү учурунда коргонууга ашыкча энергия коротушун алдын алып, анын ден соолугун жана түшүмдүүлүгүн сактоого шарт түзөт, ошол эле учурда коргонууга ар дайым даяр туруусун камсыздайт.
Келечекке багыт
Пекин университетинин пикиринде, бул изилдөө химиялык пестициддерди кыйла аз талап кылган “супер өсүмдүктөрдү” жаратууну көздөгөн селекционерлер үчүн жаңы куралдар топтомун сунуштайт.
Айыл чарбасынан тышкары, бул биохимиялык жолду лабораториялык шартта толугу менен кайра түзүү мүмкүнчүлүгү синтетикалык биологияны колдонуп, дебнейолду коммерциялык масштабда өндүрүүгө жол ачат жана мунун негизинде табигый антимикробдук дарылоонун жаңы түрлөрү пайда болушу мүмкүн.
“Дээрлик жарым кылым бою бул химиялык коргонуу өсүмдүктөр биологиясында кандайдыр бир “кара куту” бойдон калып келген.
MCD1 белогу ферменттерди жогорку ылдамдыктагы өндүрүш линиясына кантип уюштурарын ачуу менен, биз акыры айыл чарба өсүмдүктөрүнө көптөгөн коркунучтардан химиялык күчтүү кийлигишүүсүз эле өздөрүн коргоого жардам бере турган чиймеге ээ болдук”, – дейт Пекин университетинин профессору Лэй Сяогуан.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Фитоалексиндер – өсүмдүктөр биотикалык стресске (мисалы, бактериялык же вирустук инфекциялар) жана айлана-чөйрөнүн зыяндуу таасирлерине кабылганда жооп катары өндүрүлүүчү, микробго каршы жана антиоксиданттык кошумча метаболиттер (организм иштеп чыгара турган химиялык заттар).
Алар өсүмдүккө кирген микробдордун өсүшүн, көбөйүшүн жана жайылышын токтотуу үчүн химиялык коргонуу каражаты катары иштешет.
Ферменттер – адистештирилген биологиялык молекулалар, көбүнчө белоктор жана тирүү организмдердеги химиялык реакциялардын ылдамдыгын жогорулаткан катализаторлор катары иштешет.
Алар реакция башталышы үчүн зарыл болгон активдешүү энергиясын төмөндөтүү аркылуу өз функциясын аткарышат жана процесс аяктагандан кийин өзгөрүүсүз калып, кайра-кайра колдонулушу мүмкүн.
Субстраттык каналдашуу – биохимиялык процесс, анда бир ферменттин аралык продуктусу түздөн-түз кошуна ферменттин активдүү борборуна же кийинки баскычтагы ферментке өтүп, айланадагы клетка суюктугуна бөлүнбөйт.
Метаболон – клетканын ичинде зат алмашуу процессине катышкан бир нече ферменттер убактылуу биригип, чогуу иштеген биохимиялык комплекс. Бул ферменттер бири-бири менен түз байланыштар аркылуу да, ошондой эле клетканын ички түзүлүштөрүнүн (мисалы, мембрана жана цитоскелет) жардамы менен да кармалып турат.
Башкача айтканда, метаболон — клетканын ичиндеги ферменттердин “убактылуу тобу”, алар бир реакция чынжырын ылдамыраак жана натыйжалуу аткаруу үчүн биригишет.
Молекулярдык өчүргүч – өсүмдүктүн клеткалык активдүүлүгүн (мисалы, гендердин иштешин же белоктордун функциясын) “күйгүзүлгөн” жана “өчүрүлгөн” абалдардын ортосунда тез өзгөртүп туруучу биохимиялык механизм.
Мындай өчүргүчтөр кыймылсыз өсүмдүктөргө кургакчылык, суук же жарыктын өзгөрүшү сыяктуу айлана-чөйрөлүк өзгөрүүлөрдү ылдам сезүүгө, аларга ыңгайлашууга жана аман калууга мүмкүндүк берет.
Мисалы, тамырлар кургак топуракты аныктаганда, реактивдүү кычкылтек түрлөрү аркылуу ишке кирген молекулярдык өчүргүч каптал тамырлардын пайда болушун тез арада токтотуп, өсүүнү топурактын терең катмарларына багыттайт.
Генетикалык өчүргүч – өсүүнүн этаптарына же айлана-чөйрөлүк сигналдарга жооп катары белгилүү бир гендерди “иштетип” же “өчүрүп” турган жөнгө салуучу механизм.
Мындай өчүргүчтөр өсүмдүктөргө айлана-чөйрөгө ыңгайлашууга, өсүүнү көзөмөлдөөгө жана гүлдөө, бышуу, стресске туруктуулук сыяктуу маанилүү процесстерди башкарууга мүмкүндүк берет.
Шилтемелер:
- Маалымат макала Пекин университетинин интернет баракчасындагы https://newsen.pku.edu.cn/news_events/news/research/15534.html материалдын негизинде жазылды.
- Маалымат макалага негиз болгон илимий изилдөө Cell журналында https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00456-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867426004563%3Fshowall%3Dtrue жарыяланган.
- Сүрөт unslash.com сайтынан алынды, автору Alvin Matthews.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
