اخبار

گیاهان چگونه میدان الکتریکی را حس می کنند؟

گیاهان میدان الکتریکی علمنا
نوشته شده توسط تیم تحریریه علمنا

یک تیم تحقیقاتی بین المللی موفق شدند سنسوری را که باعث می شود گیاهان به واسطه ی آن، میدان های الکتریکی را حس کنند، شناسایی نمایند. اثر جانبی مفید این پدیده این است که کار آن ها می تواند در فهمیدن اینکه ویروس ابولا چگونه وارد بدن شده و به سلول های انسان دسترسی پیدا می کند، کمک کند.
سلول های گیاهان، جانوران و انسان ها همگی از سیگنال های الکتریکی برای ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند. مثلا سلول های عصبی برای فعال کردن سلول های ماهیچه ای از سیگنال های الکتریکی استفاده می کنند. برگ ها هم به دیگر قسمت های گیاه سیگنال های الکتریکی می فرستند. برای مثال، زمانی که آسیب دیده اند و یا توسط حشرات گرسنه مورد تهدید قرا می گیرند، این سیگنال ها را می فرستند.
پروفسور راینر هِدریچ (Rainer Hedrich)، رئیس دیپارتمان فیزیولوژی مولکولی گیاهی و بیوفیزیک در دانشگاه وورتسبورگ گفت: “برای سال های زیادی این سوال مطرح بود که گیاهان چه ترکیبات مولکولی را برای جا به جایی اطلاعات بین یکدیگر استفاده می کنند و همچنین اینکه چگونه تغییر در ولتاژ را احساس می کنند.” نتایج این تحقیق در Plant Biology منتشر شده است.
این پرسش از میانه ی دهه ی ۱۹۸۰ میلادی ذهن هِدریچ را به خود مشغول کرده بود. او می گوید در آن زمان ما از تکنیک گیره و پَچ برای کشف یک کانال یونی در گیاهان که با یون های کلسیم و میدان الکتریکی فعال می شد، استفاده کردیم. در سال ۲۰۰۵ دانشمندان موفق به کشف ژنی به نام TCP1 شدند که اساس تشکیل آن کانال یونی بود و اکنون دوباره این تیم هِدریچ است که موفق به مشخص کردن بخشی از این کانال یونی گردید که به عنوان یک سنسور برای ولتاژهای الکتریکی کار می کند و باعث فعال شدن کانال هم می شود.
این کشف توسط یک کار تیمی بین المللی انجام شد. در ابتدا، هدریچ حمایت پروفسور توماس مولر (Thomas Müller) که یک زیست شناس ساختاری در همان دپارتمان است، را به خود جلب کرد. این بیولوژیست یک مدل سه بعدی از کانال پروتئینی TPC1 را ساخت. این کار اجازه می دهد که پروتئین هایی که قابلیت این را دارند که به عنوان سنسور ولتاژ به کار روند، به صورت موضعی تجمع یابند. مولر توضیح می دهد: “مدل ما به طور واضح نشان می دهد که کانال TCP1 از دو پروتئین همسان به هم پیوسته ساخته شده است که هر کدام قابلیت تشکیل یک سنسور ولتاژ را به صورت بالقوه دارند”
بیوفیزیکدان سابق وورتسبورگ جرالد شانکنِکت (Gerald Schönknecht) که در حال حاضر در حال تحقیق در دانشگاه ایالتی اوکلاهما در ایالات متحده آمریکا است و اینگو درایر (Ingo Dreyer) در دانشگاه تالکا شیلی با همکاری یکدیگر یک مدل ریاضی را گسترش دادند. این مدل ریاضی می تواند این موضوع که چطور این سوئیچ الکتریکی در کانال پروتئینی TPC1 در سطح مولکولی کار می کند را توضیح دهد.
بر طبق یافته های محققین، جهش بر روی کانال TPC1 باعث می شود که گیاه به نظر آسیب دیده برسد و مکانیسم دفاع علیه پاتوژن ها را فعال کند. در سال ۲۰۰۹، محققان وورتسبورگ نشان دادند گیاهانی که فرم هایپر اکتیوِ (بیش فعال) این کانال را دارند، حساس به حمله ی حشرات هستند.
هدریچ بیان کرد: “ما به همراه کار یک گروه سوئیسی، موفق به بررسی این موضوع شدیم که چه مداخله گرهایی در کانالِ بیمار می توانند به درمان گیاه کمک کنند. ممکن است این موضوع به ما دید جدیدی در خصوص راه عفونت ویروس ابولا بدهد. به این دلیل که این پاتوژن ها از TPC1 انسانی برای دسترسی به سلول ها استفاده می کنند.”

درباره نویسنده

تیم تحریریه علمنا

دیدگاه شما چیست