گياهان چگونه از خود دفاع مي‌كنند؟
گياهان نيز همانند انسان‌ها و حيوانات با كمك سيستم ايمني دربرابر پاتوژن‌ها از خودشان دفاع مي‌كنند. اما آن‌ها چگونه دفاع سلولي خود را فعال مي‌كنند؟ پژوهشگران دانشگاه متخصص مونيخ (TUM) به‌تازگي كشف كرده‌اند كه گيرنده‌هايي در گياهان وجود دارند كه باكتري‌ها را ازطريق واحدهاي ساختاري مولكولي ساده‌اي شناسايي مي‌كنند. دكتر استفاني رانف، استاد آسيب‌شناسي گياهي در دانشگاه متخصص مونيخ مي‌گويد:
سيستم ايمني گياهان نسبت‌به آنچه ما تصور مي‌كنيم، پيچيده‌تر است.
اكنون با همكاري گروهي از پژوهشگران بين‌المللي، موادي كشف شده‌اند كه موجب فعال شدن سيستم دفاعي گياهان مي‌شوند. تابه‌حال دانشمندان تصور مي‌كردند كه سلول‌هاي گياهي نيز همچون سلول‌هاي انساني و حيواني، باكتري‌ها را ازطريق تركيبات مولكولي پيچيده‌اي كه مثلا روي ديواره‌ي سلولي باكتري وجود دارد، شناسايي مي‌كنند. به‌خصوص، مولكلول‌هاي خاصي كه از يك بخش چربي‌مانند و مولكول‌هاي قند تشكيل شده‌اند و به آن‌ها ليپوپلي‌ساكاريد يا به اختصار LPS گفته مي‌شود. گمان مي‌رفت اين مولكول‌ها آغازكننده‌ي پاسخ سيستم ايمني باشند. گروه رانف در سال ۲۰۱۵، گيرنده‌ي پروتئيني اين مولكول‌ها را شناسايي كردند: مولكولي كه LORE ناميده مي‌شود.
تمام آزمايش‌ها نشان مي‌دادند كه وقتي پروتئين LORE مولكول‌هاي LPS موجود در ديواره‌ي سلولي باكتري خاصي را شناسايي مي‌كند، موجب فعال شدن سيستم ايمني سلول مي‌شود. رانف به خاطر مي‌آورد:
شگفتي زماني پيش آمد كه ما قصد داشتيم اين پروتئين گيرنده را دقيق‌تر مورد مطالعه قرار دهيم. هدف ما اين بود كه ببينيم چگونه LORE بين مولكول‌هاي مختلف LPS تمايز قائل مي‌شود. براي اين كار ما نياز به LPS با خلوص بالا داشتيم.
برگ‌هاي گياه رشادي به‌سادگي طي فرايند فشار-نفوذ پذيري محلولي كه حاوي باكتري است، آلوده مي‌شود
پژوهشگران دريافتند كه نمونه‌هاي LPS فقط همراه‌با يك اسيد چرب كوتاه خاص در آغاز واكنش دفاعي گياه مشاركت دارند. شگفت‌آور اينكه آن‌هايي كه در تمام اين نمونه‌هاي LPS فعال حضور داشتند، چسبندگي بسيار بالايي به مولكول‌هاي اسيد چرب آزاد داشتند. پژوهشگران پس از چند ماه آزمايش توانستند اين اسيدهاي چرب آزاد را از LPS جدا كنند. رانف گفت:
وقتي ما درنهايت در توليد LPS با خلوص بسيار بالا موفق شديم، معلوم شد كه سلول‌هاي گياهي اصلا به آن‌ها واكنشي نشان نمي‌دهند! آشكار بود كه پاسخ سيستم ايمني به‌وسيله‌ي LPS آغاز نمي‌شود بلكه اين اسيدهاي چرب كوتاه هستند كه موجب آغاز واكنش دفاعي گياه مي‌شوند.
اسيدهاي چرب كوتاه، درمقايسه با LPSها كه اندازه‌ي بسيار بزرگ‌تري دارند، واحدهاي سازنده‌ي شيميايي بسيار ساده‌اي به‌شمار مي‌روند. آن‌ها براي باكتري‌ها ضروري هستند و به‌ميزان زيادي در باكتري توليد مي‌شوند. رانف خلاصه مي‌كند:
استراتژي سلول‌هاي گياهي براي شناسايي باكتري‌ها ازطريق اين واحدهاي ساختاريِ اساسي، بسيار پيچيده است: باكتري به اين اسيدهاي چرب نياز دارد، بنابراين نمي‌تواند از واكنش سيستم دفاعي گياه فرار كند.
اين نتايج مي‌تواند به پژوهشگران حوزه‌ي اصلاح ژنتيكي گياهان كمك كند تا گياهاني توليد كنند كه سيستم ايمني قوي‌تري داشته باشند. همچنين مي‌توان تصور كرد گياهاني كه با اين اسيد چرب مورد هدف قرار مي‌گيرند، مقاومت بيشتري دربرابر پاتوژن‌ها خواهند داشت.
هم انديشي ها