به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، گیاهان مهندسی شده برای مقاومت در برابر باکتری‌های بیماری‌زا می‌توانند عفونت را دفع کنند، اما در عوض رشدشان کم می‌شود. این یافته‌ها می‌تواند به محققان کمک کند تا سیستم ایمنی محصولات را بدون از دست دادن عملکرد تقویت کنند. محصولات زراعی و سایر گیاهان اغلب تحت حمله میکروب‌ها از جمله باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر عوامل بیماری زا قرار می‌گیرند. هنگامی که یک گیاه تهاجم میکروبی را احساس می‌کند، تغییرات عمیقی در سوپ شیمیایی پروتئین‌ها در داخل سلول‌های خود ایجاد می‌کند.
در یک مطالعه جدید که اخیراً در مجله Cell منتشر شده است، اجزای کلیدی در سلول‌های گیاهی شناسایی شدند که ماشین‌های پروتئین‌ساز خود را برای مبارزه با بیماری‌ها برنامه‌ریزی می‌کنند. هر ساله حدود 15 درصد از محصول به دلیل بیماری‌های باکتریایی و قارچی از بین می‌رود که حدود 220 میلیارد دلار برای اقتصاد جهانی هزینه دارد. گیاهان به سیستم ایمنی خود متکی هستند تا به آن‌ها در مقابله با آن کمک کند.
برخلاف حیوانات، گیاهان سلول‌های ایمنی خاصی ندارند که بتوانند از طریق جریان خون به محل عفونت بروند. در عوض، هر سلول در گیاه باید بتواند برای دفاع از خود بایستد و بجنگد و به سرعت به حالت نبرد تغییر کند. هنگامی که گیاهان مورد حمله قرار می‌گیرند، اولویت‌های خود را از رشد به دفاع تغییر می‌دهند. این بدان معناست که سلول‌ها شروع به سنتز پروتئین‌های جدید و سرکوب تولید پروتئین‌های دیگر می‌کنند. 
برای ساختن یک پروتئین خاص، دستورالعمل‌های ژنتیکی در DNA بسته بندی شده در داخل هسته سلول به یک مولکول پیام رسان به نام mRNA رونویسی می‌شود. سپس این رشته mRNA به داخل سیتوپلاسم می‌رود، جایی که ساختاری به نام ریبوزوم پیام را می‌خواند و آن را به پروتئین ترجمه می‌کند. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۷، محققین دریافتند که وقتی گیاهی آلوده می‌شود، مولکول‌های mRNA خاص سریع‌تر از بقیه به پروتئین‌ها تبدیل می‌شوند. محققان کشف کردند وجه مشترک این مولکول‌های mRNA، ناحیه‌ای در انتهای جلوی رشته RNA  با حروف تکرارشونده در کد ژنتیکی آن است، جایی که پایه‌های نوکلئوتیدی آدنین و گوانین بارها و بارها خود را تکرار می‌کنند.
در مطالعه حاضر، محققین نشان دادند که چگونه این ناحیه با سایر ساختارهای داخل سلول برای فعال کردن تولید پروتئین "زمان جنگ" کار می‌کند. آن‌ها نشان دادند که وقتی گیاهان یک حمله پاتوژن را تشخیص می‌دهند، علائم مولکولی که نقطه شروع معمول برای فرود ریبوزوم‌ها و خواندن mRNA را نشان می‌دهند، حذف می‌شوند، که سلول را از ساخت پروتئین‌های «زمان صلح» معمولی خود باز می‌دارد.
درعوض، ریبوزوم‌ها نقطه شروع معمول برای ترجمه را دور می‌زنند و از ناحیه As و Gs پرتکرار درون مولکول RNA برای اتصال استفاده می‌کنند و به جای آن شروع به خواندن می‌کنند.
برای گیاهان، مبارزه با عفونت یک عمل متعادل کننده است. تولید بیش از حد پروتئین‌های دفاعی می‌تواند آسیب‌های جانبی ایجاد کند. به عنوان مثال، گیاهانی که دارای سیستم ایمنی بیش از حد فعال هستند،  رشدشان کم می‌شود.
محققان امیدوارند با درک چگونگی ایجاد این تعادل توسط گیاهان، راه‌های جدیدی برای مهندسی محصولات مقاوم به بیماری‌ها بدون به خطر انداختن عملکرد بیابند. تیم تحقیقاتی حاضر بیشتر آزمایش‌های خود را روی گیاهی شبیه خردل به نام Arabidopsis thaliana انجام داد. با این حال، توالی‌های mRNA مشابه در موجودات دیگر، از جمله مگس‌های میوه، موش‌ها و انسان‌ها یافت شده است، بنابراین ممکن است نقش گسترده‌تری در کنترل سنتز پروتئین در گیاهان و حیوانات داشته باشند.
پایان مطلب/