MivzakLive أخبار كل الأخبار من إسرائيل
بقع بنية بارزة على أوراق إناء زهور محبوب؟ هذا دليل على العمل الشاق لجهاز المناعة: استجابة للآفات المختلفة ، سواء كانت بكتيريا أو فيروسات أو فطريات ، فإن النبات لديه آلية دفاعية تقضي على الخلايا المصابة والعديد من الخلايا الأخرى في بيئتها ، لمنع الانتشار من إصابة النبات بأكمله. في دراسة نُشرت اليوم في المجلة العلمية Nature ، كشف العلماء في معهد وايزمان للعلوم عن الأصول التطورية لهذه الآلية: نظام دفاع بكتيري ضد الفيروسات. قد تسلط النتائج التي توصلوا إليها ضوءًا جديدًا على تشغيل آليات حماية النبات وتجعل من الممكن تقوية مقاومتهم للآفات التي تسبب خسائر تقدر بمليارات الدولارات كل عام.
منذ فجر التطور ، تشن البكتيريا حملة مستمرة ضد فيروسات تسمى العاثيات ، والتي تبدو وكأنها نسخة مصغرة من مركبة الهبوط على سطح القمر. تُدخل العاثية جينومها في الخلية البكتيرية وتتسبب في إنتاج المزيد والمزيد من النسخ منها حتى تنفجر الخلية وتموت – وتنتشر العدوى إلى بقية المستعمرة. مختبر البروفيسور روتم سوريك في قسم الوراثة الجزيئية في المعهد متخصص في دراسة أنظمة الدفاع البكتيرية. وفي دراسة جديدة قادها الباحث آنذاك د"اكتشف R. Gal Ofir في مختبره أن بروتينًا يحتوي على قطعة تسمى TIR يلعب دورًا مهمًا في محاربة البكتيريا في العاثيات. من المثير للدهشة أن العلماء في الولايات المتحدة وأستراليا اكتشفوا منذ حوالي عامين أن بروتينًا مشابهًا بجزء TIR موجود في النباتات التي تحمي من الآفات ، لكن هذه الآلية لم يتم فك شفرتها.
في الدراسة الجديدة ، كشف أوفير وشركاؤه عن آلية عمل البروتين في البكتيريا ، وأظهروا لاحقًا أن تأثيره في البكتيريا مشابه لعمله في النباتات. رسم الباحثون لأول مرة خريطة لسلسلة التفاعلات الجزيئية التي ينشطها البروتين في البكتيريا: عندما تدخل العاثية إلى الخلية البكتيرية ، يستشعر البروتين غزوًا وينتج إشارة جزيئية تؤدي إلى تنشيط بروتين آخر ، والذي بدوره يدمر الجزيء. ضروري لعملية التمثيل الغذائي للبكتيريا. في حالة عدم وجودها ، تحرم البكتيريا نفسها من الحياة قبل أن يكتسب برنامج تكاثر العاثيات زخمًا ، ويتم منع العدوى.
تم تسجيل المفاجأة الكبرى عندما قام الباحثون بتمرير الإشارة الجزيئية بأن البروتين ينتج من النباتات إلى البكتيريا – مرت الرسالة وبدأت خطة الانتحار. على الرغم من أن آلية TIR في النباتات لا تزال تتطلب تخطيطًا دقيقًا ، إلا أن الدراسة أظهرت أن الآلية مشابهة تمامًا لتلك الموجودة في البكتيريا: في كلتا الحالتين ، يكتشف البروتين الذي يحتوي على جزء TIR الغازي وينتج تفاعلًا متسلسلًا يؤدي إلى انتحار الخلية – البكتيريا أو إحدى الخلايا النباتية.
"تؤسس النتائج التي توصلنا إليها رابط تطوري مباشر بين أجهزة المناعة للنباتات والبكتيريا"، كما يقول البروفيسور سوريك. "علاوة على ذلك ، يشكل بحثنا الأساس للبحث المستقبلي الذي سيدرس كيفية عمل نظام الدفاع المركزي هذا في النباتات.". قد تؤدي هذه الدراسات إلى طرق جديدة لتقوية أجهزة المناعة في النباتات لجعلها أكثر مقاومة للآفات – وهي قضية مشتعلة نظرًا لمدى فقدان المنتجات الزراعية كل عام وعدم وجود حلول فعالة. على سبيل المثال ، تهدد العدوى البكتيرية هذه الأيام بالقضاء على بساتين الحمضيات في جميع أنحاء العالم: في فلوريدا ، تم قطع محصول الحمضيات مؤخرًا إلى النصف ، وحتى الآن لم يتم العثور على علاج لهذا المرض. قد تساعد الرؤى الجديدة في آليات حماية النباتات في المستقبل على حماية البساتين والمزارع الأخرى بشكل أفضل.
وشملت الدراسة د"ر. إيهود هيربست ، مايا بارواز ، دانيال كوهين ، أدي ميلمان ، د"ر. شاني دورون ، نيتسان تال ، و"R. Real Age من قسم الوراثة الجزيئية في المعهد ؛ دانيال مالهيرو من MS-Omics ، الدنمارك ؛ إلخ."R. Sergei Mlitsky من قسم أبحاث البنية التحتية لعلوم الحياة في المعهد.
