การมีพลังชีวิตเฮือกสุดท้าย ก่อนเสียชีวิต ไม่ใช่เรื่องแปลกที่สิ่งมีชีวิตจะเงยขึ้นอย่างลึกลับในช่วงเวลาก่อนตาย ปรากฎว่าพืชก็ทำเช่นกัน อย่างน้อยก็ในระดับเซลล์
การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ พืชที่เป็นโรค รวมตัวกันก่อนที่จะตายในขั้นสุดท้าย เร่งเครื่องจักรสร้างโปรตีนก่อนที่ชีวิตจะร่วงโรย ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยา Xinnian Dong ของ Duke กล่าว
Dong และเพื่อนร่วมงานระบุแรงผลักดัน ที่อยู่เบื้องหลัง การ เพิ่มขึ้นของเซลล์ที่สิ้นอายุขัยนี้ในวารสารCell Host & Microbe ฉบับวันที่ 17 กุมภาพันธ์
ใครก็ตามที่เคยดูแลสวนหรือพยายามฟื้นฟูต้นไม้ในบ้านที่เศร้าสร้อยจะรู้ว่า ต้นไม้ก็ป่วยได้เช่นเดียวกับคนทั่วไป
แท้จริงแล้ว พืชผลมากกว่า 15% ที่เราพึ่งพาเพื่อเป็นอาหาร เช่น ข้าวสาลี ข้าว และข้าวโพด สูญเสียไปกับเชื้อโรคพืช เช่น เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งมีมูลค่า 220 พันล้านดอลลาร์ในแต่ละปี
โชคดีที่พืชมีระบบป้องกันในตัวเพื่อช่วยต่อสู้กับโรคต่างๆ แต่แตกต่างจากมนุษย์และสัตว์อื่น ๆ พืชไม่มีเซลล์ฆ่าเชื้อโรคพิเศษที่จะเดินทางผ่านกระแสเลือดเพื่อค้นหาและทำลายผู้บุกรุก เซลล์พืชไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ ดังนั้นเพื่อจัดการกับการติดเชื้อ พวกเขาใช้กลยุทธ์การป้องกันที่แตกต่างกัน: พวกมันลดการสูญเสีย
เมื่อพืชสัมผัสได้ว่ากำลังถูกโจมตีโดยจุลินทรีย์ที่รุกราน เซลล์ในบริเวณที่เกิดการติดเชื้อจะเสียสละตัวเองเพื่อป้องกันไม่ให้โรคแพร่กระจายไปยังเนื้อเยื่ออื่นๆ
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้วัดการเปลี่ยนแปลงในการผลิตโปรตีน ซึ่งเป็นโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต ภายในเซลล์ใบของพืชอาราบิดอปซิสที่ติดเชื้อแบคทีเรียที่เรียกว่า Pseudomonas syringae
ทีมงานพบว่าก่อนที่เซลล์พืชที่เป็นโรคจะทำลายตัวเอง เครื่องจักรสร้างโปรตีนของมันจะทำในสิ่งที่น่าประหลาดใจ แทนที่มันจะปิดลง กลับเพิ่มขึ้น
“ก่อนที่มันจะตาย พวกมันผลิตโปรตีนจำนวนมากเพื่อช่วยส่วนอื่นๆ ของพืช” ดงกล่าว การหลั่งไหลภายในเซลล์ที่ถึงวาระนี้เป็นการเรียกร้องความทุกข์ราวกับจะบอกว่า “เรากำลังลงไป ช่วยตัวเองด้วย”
“พวกมันกำลังส่งสัญญาณไปยังส่วนอื่น ๆ ของพืชว่าเรากำลังถูกโจมตี” เพื่อเตรียมระบบภูมิคุ้มกันในเนื้อเยื่อที่แข็งแรง Dong กล่าว
ร่วมกับนักวิจัยหลังปริญญาเอกของ Duke Tianyuan Chen และ Guoyong Xu (ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยหวู่ฮั่น) Dong และเพื่อนร่วมงานยังต้องการที่จะค้นหาว่าเซลล์พืชที่ติดเชื้อเริ่มต้น “การอำลาครั้งสุดท้าย” นี้ก่อนที่จะก่อให้เกิดความพินาศได้อย่างไร
ด้วยการใช้หน้าจอทางพันธุกรรม พวกเขาระบุโปรตีนจากพืชที่เรียกว่า CDC123 ซึ่งกระตุ้นกระบวนการที่เรียกว่าการแปลเป็นเกียร์สูง โดยได้รับแรงหนุนจากระดับที่เพิ่มขึ้นของโมเลกุลที่นำพาพลังงานที่เรียกว่า ATP
ในพืชที่มีรูปแบบกลายพันธุ์ของ CDC123 พวกเขาพบว่าเซลล์ที่ติดเชื้อไม่สามารถสร้างโปรตีนได้อีกต่อไปก่อนที่จะตาย และพืชไม่สามารถเก็บแบคทีเรีย P. syringae ได้ดีเท่า
“เราใกล้จะเข้าใจมากขึ้นแล้วว่าอะไรเป็นสาเหตุของการต้านทานโรคพืช” ตง ผู้ศึกษาพื้นฐานระดับโมเลกุลของภูมิคุ้มกันพืชมากว่า 30 ปี กล่าว
นักวิจัยหวังว่าสิ่งที่พวกเขาค้นพบในอาราบิดอปซิสสามารถนำไปใช้กับพืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ เช่น ข้าว เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อโรคโดยไม่กระทบต่อผลผลิต
โปรตีน CDC123 เดียวกันนั้นจำเป็นสำหรับการแปลในสปีชีส์อื่น ๆ รวมถึงยีสต์และมนุษย์ ซึ่งทำให้เกิดคำถามว่ากลไกที่คล้ายกันอาจทำงานนอกเหนือจากพืชหรือไม่ Dong กล่าว
ตัวอย่างเช่น ในสัตว์ การติดเชื้อจุลินทรีย์สามารถกระตุ้นการทำลายตนเองของเซลล์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่า ไพโรพอตซิส ซึ่งจะแจ้งเตือนระบบภูมิคุ้มกัน ไม่ว่าจะมี “การชุมนุมของความตาย” ที่คล้ายกันเกิดขึ้นระหว่างการตายของเซลล์ประเภทนี้หรือไม่ Dong กล่าวว่า “แต่เราหวังว่านักวิจัยจะตรวจสอบเรื่องนี้”.
ข่าวอื่นที่น่าสนใจ
วาฬมีฟันจับอาหารในน้ำลึกโดยใช้เสียงร้องของวาฬ
https://www.thaiquote.org/content/249649
เสือปลา แมวป่านักล่าแห่งพื้นที่ชุ่มน้ำ กับความเสี่ยงที่จะสูญพันธุ์
https://www.thaiquote.org/content/249638
การเพาะพันธุ์แกะที่ปล่อยมลพิษต่ำสามารถลดรอยเท้าก๊าซมีเทนของฟาร์มได้
https://www.thaiquote.org/content/249610
