سلول‌هاي بنيادي گياهي به سطوح پايين اكسيژن نياز دارند
گياهان به‌عنوان ريه‌هاي سبز سياره‌ي ما عمل مي‌كنند. يك درخت بزرگ در واكنش‌هاي فتوسنتز، بيش از ۱۲۰ كيلوگرم اكسيژن را وارد اتمسفر زمين مي‌كند. در حوادث سيل، بافت‌هاي گياهي ممكن است دچار كمبود اكسيژن شديدي شوند و هر وضعيت استرس‌زا هرساله به خسارات درخورتوجهي در توليد تمام محصولات كشاورزي اصلي نظير برنج و گندم و جو منجر مي‌شود. پژوهشگراني از گروه زيست‌شناسي دانشگاه كپنهاگ و دانشگاه پيزا در ايتاليا و دانشگاه‌هاي متخصص آخن و هايدلبرگ در آلمان كشف كرده‌اند غلظت پايين اكسيژن (هيپوكسي) شرط مهمي براي رشد گياه است. پروفسور پدرسن، از دانشگاه كپنهاگ مي‌گويد:
با استفاده از نسل جديدي از كاوشگرهاي ميكروسكوپي اكسيژن، توانستيم غلظت اكسيژن را در اتاقك بافتي گياه اندازه‌گيري كنيم كه حاوي حدود ۳۰ سلول است و «مريستم راسي شاخه» ناميده مي‌شود. ما متوجه شديم در اين منطقه، محيط داراي اكسيژن كم سلول‌هاي بنيادي مسئول توليد برگ‌ها و گل‌هاي جديد را دربر مي‌گيرد.
سطوح پايين اكسيژن ازطريق ترغيب پايداري پروتئيني به‌نام ZPR2 كه مسئول تكثير و تمايز سلولي است، سرعت توليد برگ‌هاي جديد را كنترل مي‌كند. ازاين‌رو، بيشتر بافت‌هاي گياهي به‌شدت از حضور هيپوكسي ناشي از رويداد سيل دچار آسيب مي‌شوند؛ اما مطالعه‌ي جديد نشان مي‌دهد هيپوكسي لازمه حفظ سلول‌هاي بنيادي است.
اين كشف درادامه‌ي يافته‌هايي است كه در سال‌هاي اخير، درباره‌ي كنترل متابوليسم گياهي در شرايط بي‌اكسيژني به‌دست آمده است. اين مطالعات كه در مجله‌هاي Nature و Nature Communications منتشر شدند، گامي مهم درجهت درك ارتباط بين توليد ارگان‌هاي جديد و پارامترهاي محيطي مؤثر روي رشد و قابليت توليد گياه هستند.
نياز به سطوح پايين اكسيژن براي حفظ سلول‌هاي بنيادي منحصر به گياهان نيست و چندين نوع از سلول‌هاي بنيادي جانوران و نيز انسان‌ها همين ويژگي را دارند. اين موضوع جالبي است؛ زيرا گياهان و جانوران ازلحاظ تكاملي باهم فاصله‌ي زيادي دارند؛ اما هر دو ازلحاظ سازمان‌دهي چندسلولي در بافت‌ها بيشترين سطح پيچيدگي را دارند. ظاهرا ايجاد و حفظ شرايط بي‌اكسيژني لازمه‌ي فعاليت كارخانه‌هاي سازنده سلول‌هاي جديد است و بر‌اين‌اساس، ويژگي مذكور هم در گياهان و هم در جانوران به‌صورت مستقل توسعه پيدا كرده است.
كاربرد اين كشف دو مورد است. اصلاحگران اكنون هدف جديدي براي انتخاب واريته‌هاي جديد محصولات كشاورزي دارند و واريته‌هايي كه از قابليت توليد بيشتري در محيط‌هاي ضعيف بهره مي‌برند، سازگاري‌شان با دماي بالاتر و وقوع سيلاب بيشتر است. علاوه‌براين، پژوهشگران اكنون سلول‌هاي بنيادي گياهان و جانوران را مقايسه مي‌كنند تا اسرار نگه‌داري سلول‌هاي بنيادي و توسعه‌ي اندام‌ها را كشف كنند. نتايج اين مطالعه در مجله‌ي Nature منتشر شده است.
هم انديشي ها