كشف أسرار هرمون الضغوط النباتية

يعد حمض الـ"أبسيسيك" من الهرمونات النباتية العامة التي تساعد في التحكم برد فعل النباتات تجاه ضغوط البيئة المحيطة، وبالتالي يؤثر على نموها وتناسلها. ومع ذلك فإلى وقت قريب توافرت القليل من المعلومات حول مستقبلات حمض الـ"أبسيسك" وكيفية تفاعلها تجاه التيارات المؤثرة.

ساهمت ستة أوراق بحثية جديدة في توضيح وظيفة ونشاط العناصر المكونة لمسار إشارات حمض الـ"أبسيسيك". وقد ضمت ورقتين منهم باحثين من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAUST) بالمملكة العربية السعودية.

وقد استخدمت الورقة البحثية الأولى تقنية البلورات لتوضيح كيفية عمل عائلة من البروتينات تعرف مجتمعة بـ"PYR/PYL/RCAR" كمستقبلات لحمض الأبسيسيك. فكل عضو من هذه العائلة لديه مكان للاتحاد بالحمض يحرس بواسطة حلقتين من البروتين، وعند حدوث هذا الاتحاد فإن تلك الحلقات تغلق للحفاظ على الهرمون داخلها. عند ذلك يظهر مكان جديد للاتحاد، ويستطيع المركب الجديد، المكون من الهرمون ومستقبله، أن يتحدا مع أنزيمات بروتين الفوسفاتيز (PP2C) ويمنع نشاطهم. وهنا يقوم حمض أميني على الإنزيم بحجز المركب في مكانه.

أما الورقة البحثية الثانية فأوضحت بتفصيل أكثر آلية البعث بتلك الإشارات. ففي غياب حمض الأبسيسيك تقوم انزيمات الـ"PP2C" بمنع الفسفرة الذاتية لعائلة البروتينات المسماة بـ"SnRK2". لذا فبمنع عمل الـ"PP2Cs" تتم عملية الفسفرة الذاتية لعائلة البروتين "SnRK2" ومن ثم تنشيطه، والذي يقوم بدوره بفسفرة عوامل نسخ التيارات وتنشيط برامج الاستجابة للضغوط.

بمحاكاة عملية الفسفرة المثارة بواسطة حمض الأبسيسيك داخل المختبر، والحصول على النتائج من خلال تحليل البروتوبلازم النباتي، استطاع البحاثون اكتشاف الحد الأدنى من العناصر المطلوبة لعملية استجابة حمض الأبسيسك. ومن المفاجيء أنها عملية بسيطة تحتاج لأربع مكونات جوهرية فقط والتي تتشابه في العديد من المواصفات، وتزداد المركبات تعقيداً بوجود أعضاء مضاعفة من كل عائلة بروتينية.

إن استيعاب طريقة حمض الأبسيسك لبعث إشاراته تعد خطوة مهمة نحو تحسين الزراعة من خلال التحكم في رد فعل النبات تجاه عوامل معينة مثل درجة الحرارة، وتوفر المياه، ودرجة الملوحة.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.