رمز و راز حل شده: نکات گیاهان در مقابل عفونت شدید چگونه بدون ویروس می مانند؟

گیاهان قادر به رشد نامحدود هستند زیرا دارای بافتهایی ساخته شده از مریستم – سلولهای بنیادی گیاهی – هستند که توانایی منحصر به فرد خود را به سلولهای تخصصی مختلفی که گیاه را تشکیل می دهند تبدیل می کنند ، هر زمان که لازم باشد تقسیم می شوند و سلولهای جدیدی از هر نوع در صورت لزوم تولید می کنند . مریستمس در نوک همه گیاهان وجود دارد و به آنها امکان می دهد ساقه های جدید یا ریشه های جدیدی پرورش دهند و در درختان ، همچنین در تنه قرار بگیرند ، جایی که آنها باعث ایجاد دور دیگری می شوند.

از دهه 1950 شناخته شده است که مریستمومها در انتهای گیاهان یا مریستم های آپیکالی (SAM) ، توانایی برجسته ماندن در برابر ویروس را دارند زیرا سلولهای دختر مخصوص خود را به دنیا می آورند ، حتی اگر بقیه گیاهان باشند. کاملاً توسط ویروس آلوده شده است. این اتفاق نه فقط برای یک یا حتی چند ویروس ، بلکه دامنه بسیار گسترده ای از آنها رخ می دهد.

این توانایی ویروس کشی در مهمترین قسمت گیاه از آن زمان توسط دانشمندان و کشاورزان مورد بهره برداری قرار گرفته است تا گیاهان جدیدی را از گیاهان اهدا کننده آلوده پرورش دهند ، اما بدون انتقال ویروس. آنها به سادگی قسمت کوچکی از نوک آن را می بندند ، آن را برای مدتی در یک لوله آزمایش یا ظرف پتری بالا می آورند و چندین بار تکرار می کنند ، قلمه گیاه به طور معمول عاری از پاتوژن رشد می کند.

محققان دانشگاه علم و صنعت چین (USTC) در مطالعه جدیدی که در 8 اکتبر 2020 در Science منتشر شد ، بینش جدیدی در مورد این توانایی خارق العاده ارائه داده اند .

شناخته شده است که سلول های بنیادی در انتهای گیاهان ویروس ها را از این منطقه دور می کند ، حتی اگر عفونت بقیه گیاه را خراب کند. اینکه چطور این اتفاق افتاده است برای مدت طولانی برای دانشمندان یک معما بوده است. تا به حال. محققان دانشگاه علم و صنعت چین (USTC) در مطالعه جدیدی که در 8 اکتبر در Science منتشر شده است ، بینش جدیدی در مورد این توانایی خارق العاده ارائه داده اند. آنها به طور شگفت انگیزی دریافتند که پروتئین های WUSCHEL برای جلوگیری از تولید پروتئین های ویروسی کار می کنند. ژونگ ژائو ، نویسنده مقاله و استاد دانشکده علوم زندگی در USTC ، می گوید: “محققان علاقه مند هستند ببینند” آیا این استراتژی می تواند در تولید مثل برای به دست آوردن انواع محصولات ضد ویروسی با طیف گسترده در آینده استفاده شود؟

تیم تحقیق یک گیاه کاج شاهی (Arabidopsis thaliana ، مربوط به کلم و خردل ، که اغلب در تحقیقات گیاهشناسی به عنوان یک ارگانیسم نمونه استفاده می شود) را با ویروس موزاییک خیار تلقیح کرده و آنچه را که اتفاق افتاده مشاهده کرد.

با گسترش ویروس به سمت SAM ، آنها متوجه شدند كه این ویروس درست قبل از رسیدن به منطقه ای به نام حوزه بیان WUSCHEL متوقف شده است. با نگاهی بسیار دقیق به توزیع پروتئین های تنظیم کننده WUSCHEL در اینجا ، آنها متوجه شدند که بیشتر مواردی وجود دارد که ویروس سعی کرده است خود را پس از تلقیح ایجاد کند. WUSCHEL یک پروتئین بسیار مهم است که در تعیین مراحل سرنوشت سلول های بنیادی ، در مراحل اولیه رشد جنین گیاهی ، نقشی اساسی و تنظیم کننده دارد و همچنین بر مریستم ها نظارت می کند ، آنها را در یک حالت تمایز نیافته حفظ می کند و مشخص می کند چه نوع سلول های دختری آنها تولید خواهند کرد.

سپس آنها ویروس را مستقیماً به سلول بنیادی شاهین و درست در زیر آن تلقیح کردند و دریافتند که ویروس فقط در ناحیه اخیر گسترش می یابد. “یک ماده شیمیایی به نام دگزامتازون وجود دارد که می تواند باعث تولید این پروتئینهای WUSCHEL در گیاهان آزمایش شده ما شود ،” گفت: سپس به بعضی از گیاهان تیمار دگزامتازون داد و بعضی دیگر را تنها گذاشتیم. ” حدود 89 درصد از گیاهان بدون درمان به ویروس آلوده بودند ، اما 90 درصد از کسانی که تحت درمان بودند از حمله ویروس آزاد بودند.

WUSCHEL چگونه ویروس ها را شکست می دهد؟ آنها به طور شگفت انگیزی دریافتند که پروتئین های WUSCHEL برای جلوگیری از تولید پروتئین های ویروسی کار می کنند.

ویروس ها نمی توانند پروتئین های خود را بسازند ، بلکه خط مونتاژ پروتئین موجود زنده را ربوده و باعث تولید نسخه هایی از ویروس می شوند. پروتئین های WUSCHEL ، که کارهای زیادی برای تنظیم SAM انجام می دهند ، در واقع تمام تولید پروتئین را منجمد کرده اند – چه توسط گیاه برای خود و چه در هنگام ربودن توسط ویروس – بنابراین از تکثیر ویروس ها جلوگیری می کند.

ژن های مشابه با تولید مستقیم پروتئین های WUSCHEL در گیاه شاه بلوط بسیار گسترده در سرتاسر پادشاهی گیاهان است ، بنابراین محققان علاقه مند هستند ببینند “آیا می توان از این استراتژی در تولید مثل برای به دست آوردن انواع محصولات ضد ویروسی با طیف گسترده در آینده استفاده کرد؟” می گوید ژائو.