Canlıların tanımlanan özelliklerinden biri de hasarlı dokuların kendini tamir etmesidir (rejenerasyon). Canlılar arasında özellikle bitkilerin kendini yenileme alanında şampiyon oldukları biliniyor. Bitkilerin bu özelliği yüzyıllardan beri aşılama gibi tarımsal tekniklerde kullanılıyor. VIB ve Ghent Üniversitesi’nden Belçikalı araştırmacılar bitkilerde doku tamirini denetleyen kilit bir protein bileşimi keşfettiler. Bitkilerde doku tamiri mekanizmalarının anlaşılması tarımsal açıdan çok büyük bir önem taşıyor. Bu keşifler sayesinde tarım ürünleri veya gıda olarak tüketilen bitkiler daha verimli hale getirilebilir ve parazit bitki türlerine karşı daha dayanıklı olabilirler. Bu önemli çalışmanın sonuçları Nature Plants dergisinde 31 Ekim’de yayımlandı. İnsanlar ve hayvanlarda hasarlı veya noksan dokular kök hücreler tarafından yenilenir. Bu temel ve farklılaşmamış hücreler daha özel hücre tiplerine dönüşebilir ve hasarlı dokuların yerine geçecek yeni hücreleri oluşturmak üzere bölünebilir. Yani yenilenen hücreler büyük çoğunlukla daha önceden var olan bölünmeden sorumlu hücrelerden köken alır. Bitkilerde de buna benzer bir sistem bulundu; lakin bitkiler ileri derecede rejenerasyon kapasitesine sahip organizmalardır. Aşılama ve doku kültürü tekniklerinde bitkilerin bu özelliğinden yaygın bir şekilde faydalanıyoruz. Ancak dokuları hasar gören bitkilerde yeni hücrelerin oluşumunu sağlayan mekanizma büyük ölçüde bilinmiyordu. Tarımda devrim VIB-Ghent Üniversitesi’nden Prof. Lieven De Veylder’in liderliğini yaptığı çalışmada bitkilerde doku hasarını kontrol eden yeni bir protein bileşimi bulundu. Bu çalışmada, ERF115-PAT1 adlı transkripsiyon faktörü bileşiminin hücre yenilenmesini tetikleyerek meristem dokuların işlevini sürdürdüğü ortaya koyuldu. Yapılan analizlerde hücre ölümünün ERF115’in etkinliğini arttırdığı ve ERF115’in doğrudan hasarlı hücrelerle temasa geçip parçalanan kök hücrelerin yerine geçecek yeni hücrelerin bölünmesini teşvik ettiği tespit edildi. Tek bir ölü bitki hücresi bile bu protein bileşimini harekete geçiriyor ve komşu hücrelere sinyal gönderiyor. Sonuç olarak komşu hücreler bölünmeye başlıyor ve böylece ölü hücrelerin yerine yeni hücreler geçiyor. Prof. Lieven De Veylder’e göre, “Böyle hızlı bir tamir mekanizmasına sahip olmayan pek çok bitki türü mevcut. Örnek olarak çeltik, buğday, mısır, muz ve soğanı verebiliriz. Eğer bitkilerde rejenerasyon mekanizmasını tamamen anlayabilirsek, tamir sistemi olmayan bitkilerde bu sistemi uyarabilir ve bu tip bitkilerin daha verimli bir şekilde yetiştirilmesini sağlayabiliriz. Aynı şey şarap ve meyve endüstrisinde kullanılan aşılama için de geçerli. Çalışmamızın bulguları aşılamadaki başarısızlık oranının büyük ölçüde düşmesine yardımcı olabilir.” Evrimin meyvelerini topluyoruz Çalışmanın bir diğer uygulama alanı da gelecekte parazit bitkilerle mücadelede yeni bir ekolojik strateji olarak kullanılabilmesi. Çiçekli bitkilerin yaklaşık %1’ini oluşturan parazit bitkiler, doku tamiri mekanizması ile büyüyebilen doğal aşılardır. Belki de ilerde araştırmacılar parazitlerin ekonomik öneme sahip tarım bitkilerine aşılanmasını önleyebilecekler. Prof. De Veylder, “Çalışmamızın bulguları bilim dünyasının evrimin mekanizmalarından nasıl yararlanabileceğini gösteriyor. Doğa neredeyse tüm biyolojik sorunlara aşama aşama çözümler geliştirir. Bilim insanları olarak bizim görevimiz bu süreçlerin ne şekilde işlediğini ayrıntılarıyla anlamak ve elde edilen verileri toplumun yararına kullanmaktır” diyor ve şöyle devam ediyor: “Bir sonraki aşamada, mısır gibi tarım bitkilerinde benzer mekanizmaların olup olmadığını inceleyeceğiz ve bu protein bileşimini uyaran sinyalleri açığa çıkartmaya çalışacağız.” Çeviri: Dr. Seher Yolcu, Biyolog Kaynaklar: 1) VIB-Flanders Interuniversity Institute for Biotechnology. "Controlling plant regeneration systems may drive the future of agriculture." ScienceDaily, 2 November 2016. www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161102075959.htm 2) sJefri Heyman, Toon Cools, Balkan Canher, Sviatlana Shavialenka, Jan Traas, Ilse Vercauteren, Hilde Van den Daele, Geert Persiau, Geert De Jaeger, Keiko Sugimoto, Lieven De Veylder. The heterodimeric transcription factor complex ERF115–PAT1 grants regeneration competence. Nature Plants, 2016; 2 (11):16165.
30
Ocak
2017
Güncel Bilim
Etiketler
bilim ve ütopya
bitkiler
tarım