โย่ สหายผู้ชื่นชอบพืช! ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Systemin ฉันมีส่วนแบ่งพอสมควรในการสำรวจว่าเปปไทด์เด็กเลวนี้ทำงานอย่างไรในพืช สำหรับผู้ที่ไม่มีความรู้ Systemin ถือเป็นผู้เล่นหลักในกลไกการป้องกันของโรงงาน มันเหมือนกับนายพลตัวน้อยที่ส่งสัญญาณเมื่อต้นไม้ถูกโจมตี
มาดูกันว่า Systemin ถูกควบคุมในพืชอย่างไร ก่อนอื่น ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการผลิต ซิสเต็มมินมาจากโปรตีนสารตั้งต้นที่มีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งก็คือโปรซิสทีมิน เมื่อพืชต้องเผชิญกับความเครียด เช่น แมลงที่กัดใบหรือเชื้อโรคที่พยายามบุกรุก ยีนที่รับผิดชอบโปรซิสทีนจะเริ่มถูกกระตุ้น
การควบคุมในระดับยีนนั้นซับซ้อนมาก มีปัจจัยการถอดความหลายประการที่เข้ามามีบทบาท สิ่งเหล่านี้เปรียบเสมือนสวิตช์เปิด-ปิดของยีน พวกเขาสามารถรับรู้สัญญาณความเครียด เช่น การเปลี่ยนแปลงของระดับฮอร์โมน หรือการมีอยู่ของสารเคมีบางชนิดในสิ่งแวดล้อมของพืช ตัวอย่างเช่น กรดจัสโมนิกซึ่งเป็นฮอร์โมนพืชที่รู้จักกันดี แสดงให้เห็นว่ามีอิทธิพลอย่างมากต่อการแสดงออกของยีนโปรซิสเต็มติน เมื่อระดับกรด jasmonic เพิ่มขึ้น มันก็เหมือนกับแสงสีเขียวที่ยีน prosystemin เริ่มปั่นโปรตีนสารตั้งต้นออกมา
เมื่อสร้างโปรซิสเทรินแล้ว จะต้องผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นเปปไทด์ Systemin ที่ใช้งานอยู่ นี่คือที่มาของโปรตีเอส โปรตีเอสเป็นเอนไซม์ที่ตัดโปรตีนให้เป็นชิ้นเล็กๆ ในกรณีของโปรซิสเทมิน โปรตีเอสจำเพาะจะจดจำตำแหน่งเฉพาะบนโปรตีนและแยกโปรตีนออกเพื่อปล่อยซิสเต็มมิน การควบคุมโปรตีเอสเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญ หากพวกมันใช้งานมากเกินไป พวกมันอาจจะทำลายโปรตีนที่สำคัญอื่นๆ ในพืช และหากพวกมันใช้งานน้อยเกินไป Systemin ก็จะผลิตได้ไม่เพียงพอ
ตอนนี้ เรามาพูดถึงวิธีที่ Systemin แพร่กระจายผ่านพืชกัน เมื่อเปิดตัวแล้ว Systemin ก็ไม่เพียงแค่นั่งเฉยๆ มันจำเป็นต้องเดินทางไปยังส่วนอื่นๆ ของโรงงานเพื่อกระตุ้นการตอบสนองการป้องกันอย่างเป็นระบบ ทำได้โดยการผูกมัดระบบหลอดเลือดของพืช โฟลเอ็มซึ่งเปรียบเสมือนทางหลวงของพืชในการลำเลียงสารอาหารและสัญญาณ เป็นเส้นทางหลักของซิสเต็มมิน
แต่มันจะเข้าไปในโฟลเอ็มได้อย่างไรตั้งแต่แรก? มีผู้ขนส่งที่เกี่ยวข้อง เหล่านี้เป็นโปรตีนพิเศษที่สามารถเคลื่อนย้าย Systemin ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าไปในโฟลเอ็มได้ กิจกรรมของผู้ขนส่งเหล่านี้ได้รับการควบคุมด้วย ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่าง เช่น อุณหภูมิและความชื้น อาจส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์ขนย้ายเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ถ้ามันร้อนเกินไป รถขนส่งอาจไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ และซิสเต็มมินจะไม่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วทั่วทั้งโรงงาน
เมื่อซิสเต็มมินไปถึงเซลล์ปลายทาง มันจำเป็นต้องจับกับตัวรับเฉพาะ ตัวรับเหล่านี้เปรียบเสมือนผู้เฝ้าประตูของเซลล์ พวกเขารู้จัก Systemin และเริ่มต้นเหตุการณ์ต่อเนื่องภายในเซลล์ สิ่งนี้เรียกว่าวิถีการส่งสัญญาณ การจับกันของซิสเต็มมินกับตัวรับจะกระตุ้นไคเนสทั้งพวง ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สามารถเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับโปรตีนอื่นๆ กระบวนการฟอสโฟรีเลชั่นนี้เปลี่ยนการทำงานของโปรตีนเหล่านี้ และอาจนำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน
สิ่งที่ยอดเยี่ยมอย่างหนึ่งเกี่ยวกับกฎระเบียบของ Systemin คือวงจรป้อนกลับ เมื่อการตอบสนองการป้องกันถูกกระตุ้น โรงงานจำเป็นต้องรู้ว่าเมื่อใดควรปิดการทำงาน หากกลไกการป้องกันเปิดอยู่ตลอดเวลา อาจทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรของโรงงานได้ ดังนั้นจึงมีหน่วยงานกำกับดูแลเชิงลบเข้ามามีบทบาท สิ่งเหล่านี้สามารถยับยั้งการผลิต Systemin กิจกรรมของวิถีการถ่ายโอนสัญญาณ หรือการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน
ตอนนี้ เรามาดูทางอ้อมสั้นๆ และพูดถึงเปปไทด์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับโลกแห่งการส่งสัญญาณของพืชPTH (53 - 84) (มนุษย์)เป็นเปปไทด์ที่น่าสนใจ แม้ว่าส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาของมนุษย์ แต่งานวิจัยบางชิ้นก็บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการพูดคุยข้ามสายระหว่างเส้นทางการส่งสัญญาณเปปไทด์ของพืชและสัตว์ เช่นเดียวกันสำหรับTRH - เปปไทด์ที่มีศักยภาพ. อาจดูไม่เหมาะสมในการอภิปรายเรื่องพืช แต่โลกแห่งเปปไทด์เต็มไปด้วยเรื่องน่าประหลาดใจ และโปรตีนไคเนสซี (19 - 36)เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากไคเนสมีบทบาทอย่างมากในวิถีการถ่ายทอดสัญญาณของซิสเต็มมิน
แล้วทำไมคุณถึงต้องสนใจเรื่องทั้งหมดนี้ด้วย? หากคุณสนใจเรื่องการเกษตรหรือการวิจัยพืช การทำความเข้าใจว่า Systemin ได้รับการควบคุมอย่างไรจะมีประโยชน์ที่สำคัญบางประการ คุณสามารถพัฒนาวิธีปรับปรุงกลไกการป้องกันตามธรรมชาติของพืชได้ ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืชน้อยลง และนั่นไม่เพียงแต่ดีต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลกำไรของคุณด้วย
หากคุณสนใจที่จะซื้อ Systemin คุณภาพสูงสำหรับการวิจัยหรือความต้องการด้านการเกษตรของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราพร้อมช่วยเหลือคุณในทุกข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับ Systemin ไม่ว่าคุณจะเป็นนักวิจัยรายใหญ่หรือเกษตรกรรายย่อยที่ต้องการเพิ่มความต้านทานต่อพืชผลของคุณ เราก็พร้อมช่วยคุณ
โดยสรุป การควบคุม Systemin ในพืชเป็นกระบวนการที่น่าสนใจและซับซ้อน ตั้งแต่การแสดงออกของยีนไปจนถึงการส่งสัญญาณและลูปป้อนกลับ ทุกขั้นตอนได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด และในขณะที่เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ เราก็เปิดโอกาสใหม่ๆ ในการปรับปรุงสุขภาพของพืช ดังนั้น เรามาดูกันว่ามีอะไรอีกบ้างที่เราสามารถค้นพบเกี่ยวกับเปปไทด์ที่น่าทึ่งนี้
อ้างอิง:
- ไรอัน แคลิฟอร์เนีย (2000) เส้นทางการส่งสัญญาณของ Systemin: การเปิดใช้งานที่แตกต่างของยีนป้องกันพืช การทบทวนพยาธิวิทยาประจำปี, 38(1), 425 - 445
- ชิลมิลเลอร์ อัล และฮาว จอร์เจีย (2548) Systemin: สัญญาณมือถือสำหรับการป้องกันพืช ชีววิทยาปัจจุบัน 15(11) R433 - R435
- Wasternack, C. , และ Hause, B. (2013) Jasmonates: การสังเคราะห์ทางชีวภาพ การรับรู้ การส่งสัญญาณ และการดำเนินการในการตอบสนองต่อความเครียดของพืช การเจริญเติบโตและการพัฒนา การอัปเดต พงศาวดารพฤกษศาสตร์ 111(7) 1021 - 1058