اثرات هورمون گیاهی اکسین تقریباً 100 سال پیش برای اولین بار به صورت علمی شرح داده شد. امروزه می دانیم که اکسین فرآیندهای بی شماری را مثل رشد بذر ، تشکیل سیستم ریشه یا جهت گیری رشد تا نور خورشید در سلول‌های گیاهی کنترل می‌کند در همه ی موارد ، این هورمون وظیفه ی پاسخ گیاه به محرک های خارجی را دارد پس برای انجام این کار باید همیشه در بافت سلولی وجود داشته باشد با حسگر زیستی جدید، که به اختصار AuxSen نامیده می‌شود ، می توان پویایی این فرآیندها را در همان زمان مشاهده کرد. یک سری سیگنال های نوری به ما می‌دهند که محل قرارگیری اکسین در بافت سلول را نشان می دهد. نکته ویژه این سنسور این است که این یک دستگاه فنی نیست که به گیاهان وارد شود ، بلکه یک پروتئین مصنوعی است که گیاهانی خود برای تولید آن مهندسی می‌شوند.
توسعه حسگر زیستی نتیجه سال‌ها همکاری بین رشته ای است. تیمی به سرپرستی پروفسور دکتر بیرته هاکر ، استاد طراحی پروتئین در دانشگاه بایرویت و تیمی به سرپرستی پروفسور دکتر گرد یورگنس در موسسه زیست شناسی رشد ماکس پلانک ، دانش و تجربه چندین ساله خود را ترکیب کرده اند . “انتظار می‌رود که حسگر زیستی جدید بینش‌های پیش بینی نشده‌ی بیشتری از عملکرد داخلی گیاهان و واکنش آنها به محرک های خارجی کشف کند. پروفسور دکتر بیرته هاکر می گوید:
“در حال حاضر علاقه زیادی به سنسور جدید وجود دارد و انتظار می‌رود که انواع به روز شده ی AuxSen طی چند سال آینده توسعه یابد تا حتی تجزیه و تحلیل بهتری از فرآیندهای متنوع در گیاهان امکان پذیر شود.”
مزایای این حسگر زیستی کیفیت بالا سیگنال و قدرت اتصال بهینه به اکسین است
برای تولید حسگر زیستی ، پروتئینی در باکتری E. coli وجود داشت که به اسید آمینه تریپتوفان اما به اکسین بسیار ضعیف تر متصل می‌شد این پروتئین با دو پروتئین همراه است که وقتی از نور با طول موج خاصی تحریک می‌شوند ، فلورسانس می‌شوند. اگر این پروتئین ها بسیار به یکدیگر نزدیک شوند ، فلورسانس آنها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. مرحله بعدی بسیار مهم بود: قرار بود پروتئین اولیه از نظر ژنتیکی اصلاح شود تا بهتر به اکسین و کمتر به تریپتوفان متصل شود.حدود 2000 نوع پروتئین ایجاد و آزمایش شد تا اینکه سرانجام مولکولی پیدا شد که تمام نیازها را برآورده می‌کند. بنابراین ، حسگر زیستی AuxSen متولد شد
چالش دیگر این بود که گیاهان بتوانند خودشان AuxSen تولید کنند و همچنین به دلیل اتصال به AuxSen ، نباید از انجام وظایف اصلی خود در ارگانیسم های گیاهی برای همیشه جلوگیری کرد. با این وجود ، دو تیم تحقیقاتی موفق به یافتن راه حل سازش شدند. گیاهان به گونه ای اصلاح ژنتیکی شدند که مقدار زیادی AuxSen را در سراسر بافت سلولی خود تولید کنند. اما این فقط وقتی تحریک می‌شود که توسط ماده خاصی و همچنین فقط برای مدت کوتاهی انجام شود . به این ترتیب ، حسگر زیستی عکس‌های دقیقی از توزیع اکسین در سلول‌ها ایجاد می‌کند بدون اینکه تأثیر دائمی بر فرآیندهای کنترل شده توسط اکسین بگذارد.
شما همچنین می توانید برای مشاهده منبع خبر بر روی اینجا کلیک کنید.
مترجم: رضوانه دانش حکمتی
