ში გამოქვეყნებული მოხსენების თანახმად Elifeთავდაცვის მექანიზმები, რომლებსაც მცენარეები იყენებენ საერთო მავნებლის, მუხლუხის ამოცნობისა და რეაგირებისთვის, წარმოიშვა ერთი გენიდან, რომელიც წარმოიშვა მილიონობით წლის განმავლობაში. Phys.org პორტალი.
ვაშინგტონის მეცნიერების მიერ ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ზოგიერთმა მცენარემ, როგორიცაა სოიო, დროთა განმავლობაში დაკარგა ეს დამცავი გენი, მაგრამ ექსპერტები ვარაუდობენ, რომ გენის ხელახალი შემოღება (გამრავლების, გენეტიკური ინჟინერიის საშუალებით) შეიძლება დაეხმაროს მოსავლის დაცვას მოსავლის უკმარისობისგან.
მცენარის ჯანმრთელობის მდგომარეობა დამოკიდებულია იმუნური სისტემა, რომელსაც ის მემკვიდრეობით იღებს. მცენარეებში ეს ნიშნავს გარკვეული ტიპის ნიმუშის ამოცნობის რეცეპტორების მემკვიდრეობას, რომლებსაც შეუძლიათ აღმოაჩინონ სხვადასხვა პათოგენები და პეპტიდები და გამოიწვიონ შესაბამისი იმუნური პასუხი.
ნიმუშის ამომცნობი რეცეპტორების სწორი ტიპების დამკვიდრებამ შეიძლება მცენარეებს საშუალება მისცეს ამოიცნონ საფრთხეები და გაუმკლავდნენ დაავადებებსა და მავნებლებს.
ამ ხარვეზის შესავსებად, ჯგუფმა დაიწყო ძირითადი ევოლუციური მოვლენების იდენტიფიცირება, რამაც მცენარეებს საშუალება მისცა პასუხი გაეცათ საერთო საფრთხეზე: მუხლუხოზე. პარკოსნების სახეობებს, მათ შორის მუნგსა და შავთვალა ბარდას, უკვე ცნობილია, რომ აქვთ უნიკალური უნარი რეაგირება მოახდინონ ქიაყელების პირში წარმოქმნილ პეპტიდებზე, როდესაც ისინი ღეჭავენ მცენარის ფოთლებს.
მეცნიერებმა დეტალურად შეისწავლეს მცენარეთა ამ ჯგუფის გენომი, რათა დაენახათ, შეიცვალა თუ არა საერთო ნიმუშის ამოცნობის რეცეპტორი სახელად ინცეპტინის რეცეპტორი (INR) მილიონობით წლის განმავლობაში, მოიპოვა თუ დაკარგა ქიაყელების ამოცნობის უნარი.
მათ აღმოაჩინეს, რომ ერთი 28 მილიონი წლის რეცეპტორული გენი სრულყოფილად ემთხვევა მცენარეების იმუნურ პასუხს მუხლუხოს პეპტიდებზე. მათ ასევე დაადგინეს, რომ მცენარეთა უძველესი წინაპრების შთამომავლებს შორის, რომლებმაც პირველად შეიმუშავეს რეცეპტორული გენი, არის რამდენიმე სახეობა, რომლებიც ვერ პასუხობენ მუხლუხოს პეპტიდებს, ანუ მათ დაკარგეს ეს გენი.
იმის გასაგებად, თუ როგორ შეიძინა ამ უძველესმა გენმა თანამედროვე პათოგენებში ახალი პეპტიდების ამოცნობის უნარი, ჯგუფმა გამოიყენა ტექნიკა, სახელწოდებით წინაპართა თანმიმდევრობა, რომელშიც ისინი აერთიანებდნენ ინფორმაციას ყველა თანამედროვე რეცეპტორიდან. გენები, რომლებიც იწინასწარმეტყველებენ თავდაპირველ მიმდევრობას 28 მილიონი წლის ასაკში. ამ საგვარეულო რეცეპტორს შეეძლო რეაგირება ქიაყელის პეპტიდებზე. თუმცა, ოდნავ ძველი ვერსია 16 ცვლილებით რეცეპტორების თანმიმდევრობით ვერ მოხერხდა.
ეს გენეტიკური ისტორია, კომპიუტერულ მოდელებთან ერთად, რომლებიც აჩვენებენ, თუ როგორ შეიძლება განსხვავდებოდეს უძველესი და თანამედროვე რეცეპტორების სტრუქტურა, იძლევა მინიშნებებს იმის შესახებ, თუ როგორ განვითარდა რეცეპტორი. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ 32 მილიონ წელზე მეტი ხნის წინ, წინაპრების მცენარის გენომში შეიტანეს ახალი გენის ჩანართი, რასაც მოჰყვა ახალი რეცეპტორის მრავალფეროვანი ფორმების სწრაფი ევოლუცია. ერთ-ერთმა ამ ფორმამ შეიძინა ქიაყელის პეპტიდებზე რეაგირების უნარი და ამ ახალ უნარს ახლა იზიარებს პარკოსანთა შთამომავალი ათობით სახეობა.
მომავალში, მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ გაიგებენ მეტი გენომის დონის პროცესების შესახებ, რომლებიც წარმოქმნიან რეცეპტორების ახალ მრავალფეროვნებას და აღმოაჩენენ ჯერ კიდევ უცნობ იმუნურ რეცეპტორებს მცენარეთა ჯგუფებში. რაც უფრო და უფრო გენომიური მონაცემებით, ასეთი მიდგომები გამოავლენს "დაკარგულ" რეცეპტორებს, რომლებიც სასარგებლო თვისებებია მცენარეებში ხელახლა შესაყვანად, მოსავლის დაცვის მიზნით.