رَصْد بروتينات أمراض النبات وهي تُخَرِّب المحاصيل

تُسَبِّب البكتيريا المُمْرِضَة للنبات – كما يوحي اسمها – خرابًا في محاصيل كثيرة ومهمة، من بينها الأرز، والفلفل، والحمضيات، والقطن. إنها تحقن النبات بمزيج من العوامل شديدة الضراوة الفيروسية. فهْم كيفية تعرف هذه العوامل على الحمض النووي للعائل والربط به سيكشف عن كيفية تصارع البكتيريا مع الحمض النووي لعائلها.

استطاع فريق من الباحثين – من ضمنهم مجدي محفوظ من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في ثوال بالمملكة العربية السعودية – التوصلَ إلى التركيب البلوري لأحد هذه العوامل شديدة الضراوة الفيروسية، المعروفة باسم مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات [transcription activator-like effectors (TALES)]، سواء في شكل حر، أو مرتبطة بالحمض النووي للنبات.

وتشكل مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات (TALE) غير المقيّدة تركيباً حلزونيًّا ذا انحناء شديد الانحدار. ويمكن لجزيئات البروتين أنْ تترابَط معاً؛ لتشكِّل تركيبًا فائق الحلزونية. ومركب الحمض النووي لمؤثرات النسخ شبيهة المنشطات مشابه جدًّا في بنائه للشكل الحر، لكن بعد أول 22 من الأحماض الأمينية يتشكل تحوُّر طفيف – وإنْ كان مهمًّا – على شكل مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات؛ مما يضغط الحلزون.

وتلتف مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات حول الأخدود الكبير للحلزون المزدوج للحمض النووي. وتساعد سلسلة من الأحماض الأمينية موجبة الشحنة على ربط البروتين بمجموعات الحمض النووي الفوسفاتية سالبة الشحنة. وهناك آلية أخرى للربط، تشمل نطاقاً مركزيًّا يتكون من التكرارات الترادفية لجزيء البروتين. ويتعرف كل تكرار على زوج من قاعدة الحمض النووي من خلال الأحماض الأمينية في الأوضاع 12 و 13. وتعزز بقايا الوضع 12 شكلَ مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات، في حين ترتبط بقايا الوضع 13 مباشرة بالحمض النووي.

وستساعد هذه البيانات الجديدة أخصائيِّي التكنولوجيا الحيوية على تصميم بروتينات تحاكي مؤثرات النسخ شبيهة المنشطات (TALES)، ولكنْ يمكن استخدامها ضد البكتيريا؛ لوقف التعفن، وإنقاذ المحاصيل.

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