مستشعر جزيئي دقيق ضمن الخلايا

ابتكر فريق من الباحثين جهاز استشعار دقيقًا يعمل في الخلية النباتية؛ بغية الكشف -للمرة الأولى- عن فئة مهمة من الجزيئات النباتية المرسلة للإشارات¹.

الستريجولاكتونات Strigolactones هي مجموعة من المركبات، شديدة الترابط فيما بينها من حيث التركيب الكيميائي، تستعملها الخلايا النباتية لتنظيم مختلِف جوانب النمو والتطوّر، وتشارك في التعايُش مع فطريات الجذور، ولكنها تُستخدَم أيضًا من قِبَل الحشائش للتعرف على جذور المضيف، التي تؤدي تلقائيًّا إلى خسائر المحصول.

عندما تستشعر الخلايا النباتية وجود الستريجولاكتونات، ينطلق شلال من الإشارات ليبلغ ذروته عند تدرّك بروتين هدفي معين يسمى SMLX، وذلك كجزء من عملية الاستجابة. لكن تفاصيل الطريقة التي تطلق بها الستريجولاكتونات إشارات استجابة مختلفة ما زالت غامضة.

بالاستفادة من هذه المعلومة، قام فريق من الباحثين من ألمانيا والمملكة العربية السعودية بتصميم جهاز استشعار استنادًا إلى تدرّك SMLX بغرض الوصول إلى فهم أفضل لإشارات الستريجولاكتونات.

المستشعر الذي صمموه عبارة عن جزيء بروتيني يحتوي على SMLX مندمج مع بروتين باعث للضوء يدعى لوسيفيراز اليراع (الوضَّاء). هذا البروتين المندمج يتصل بدوره عبر ببتيد يقسم نفسه في الخلايا إلى بروتين آخر باعث للضوء يسمى رين لوسيفيراز، وهو يبعث الضوء في طول موجي مختلف. بهذه الطريقة، فإن الإشارة الضوئية المقاسة المنبعثة من لوسيفيراز اليراع والتي تنخفض عند تدرّك SMLX يمكن تطبيعها إلى إشارة رين لوسيفيراز غير المتأثرة بغرض مراقبة تدرّك SMLX.

عمد الفريق إلى ترميز هذا التصميم على شكل حمض نووي، أمكنهم حقنه في الخلايا النباتية غير الناضجة، حيث تقوم آلية التعبير عن البروتين في الخلايا حينذاك بترجمتها لتجميع مستشعر البروتين.

وقد أظهر الفريق، كما توقع، أن الخلايا المعرضة للستريجولاكتون أبدت تناقُصًا في الإشارة الضوئية من لوسيفيراز اليراع. وتابعوا لإثبات أنه باستخدام خلفيات طافرة مختلفة للأعضاء المرشحة لمسارات إشارات الستريجولاكتونات ومراقبة تدرّك SMLX، أن مستقبِلات جديدة نوعية للستريجولاكتونات في الخلية يمكن تحديدها من أجل فهم أفضل لهذه العملية.

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