آغوش پروتئینی؛ راز پنهان باروری در دل گرده‌های گیاهان
پروتئین‌های حرکتی گرده سلول‌های اسپرم را «در آغوش می‌گیرند» تا لقاح مضاعف موفق انجام شود
گروه بین‌الملل تلویزیون اینترنتی کشاورزپلاس: پژوهشگران موفق به رمزگشایی یکی از معماهای دیرینه زیست‌شناسی شدند: اینکه گیاهان گلدار چگونه اطمینان حاصل می‌کنند که سلول‌های اسپرم آن‌ها به‌درستی به تخمک رسیده و لقاح صورت گیرد. این یافته در تازه‌ترین مطالعه‌ای که در مجله Nature Plants منتشر شده، گزارش شده است.
برخلاف جانوران که اسپرم آن‌ها به‌طور فعال شنا می‌کند، گیاهان برای انتقال اسپرم‌های بی‌تحرک به تخمک، به یک سیستم حمل‌ونقل ظریف در لوله گرده متکی هستند. کلید این فرآیند در ساختاری به نام «واحد زایشی نر» (MGU) نهفته است؛ بسته‌ای سلولی کوچک که هم سلول‌های اسپرم و هم یک هسته همراه را در طول لوله گرده حمل می‌کند.
به رهبری تیم‌های پروفسور یانگ وی‌کای و پروفسور لی هونگجو از مؤسسه ژنتیک و زیست‌شناسی تکوینی آکادمی علوم چین، این مطالعه، 2 پروتئین حرکتی با نام‌های HUG1 و HUG2 را شناسایی کرد که با تشکیل یک قفس کینسینی و محصور کردن شبکه‌ای از میکروتوبول‌ها پیرامون سلول زایشی یا سلول‌های اسپرم و هسته رویشی، مانند بازوهای مولکولی عمل کرده و آن‌ها را طی رشد گرده به هم متصل می‌کنند. در غیاب این پروتئین‌های «در آغوش‌گیرنده»، سلول‌های اسپرم جا می‌مانند و گیاه به‌طور کامل نازا میشود.
دکتر چانگ شو، یکی از نویسندگان پژوهش، توضیح داد: «این شبیه یک سیستم هم‌سفری سلولی است. پروتئین‌های HUG مطمئن می‌شوند همه سوار یک وسیله شوند و همزمان به مقصد برسند.»
با استفاده از میکروسکوپ‌های پیشرفته، پژوهشگران مشاهده کردند که پروتئین‌های HUG ساختاری قفس‌مانند پیرامون سلول‌های اسپرم ایجاد می‌کنند که به شبکه میکروتوبولی متصل است. این «قفس کینسینی» تضمین می‌کند که سلول زایشی (سلول پیش‌ساز 2 اسپرم) از طریق کشیدن یک دم بلند به هسته سلول رویشی متصل شود و بدین‌ترتیب واحد زایشی نر در گرده‌های دو یاخته‌ای شکل گیرد.
این واحد به سلول‌های اسپرم امکان می‌دهد که درون لوله گرده در حال رشد به کیسه جنینی منتقل شده و لقاح مضاعف را رقم بزنند؛ فرایندی که منجر به تولید جنین و آندوسپرم در دانه‌ها میشود.
این یافته‌ها نه‌تنها یک معمای ۴۰ ساله زیست‌شناسی را حل می‌کنند بلکه افق‌های تازه‌ای برای بهبود اصلاح نباتات و تولید بذر می‌گشایند. درک مکانیزم انتقال اسپرم — و دلایل اختلال آن — می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا باروری در گیاهان اقتصادی مهم را به‌ویژه در شرایط استرس محیطی که اغلب انتقال اسپرم را مختل می‌کند، تقویت کنند.
پروفسور لی هونگجو تأکید کرد: «این مطالعه نشان می‌دهد که تشکیل MGU به واسطه HUG فرآیندی بسیار پیشرفته و پیچیده است که برای لقاح مضاعف اهمیت بنیادی دارد.»
منبع: آکادمی علوم چین
دیدگاه تان را بنویسید