باکتری‌های خاک چگونه خود را با شرایط متغیر گیاهان تطبیق می‌دهند؟

دانشمندان مکانیزم منحصر به فردی را کشف کرده‌اند که باکتری خاک‌زی پسودوموناس فلورسنس از آن برای استخراج مواد مغذی در ریشه گیاهان استفاده می‌کند. پسودوموناس فلورسنس یکی از باکتری‌های خاک‌زی است که در ریشه گیاهان اجتماع می‌کند و در آنجا با گیاه وارد رابطه‌ای دوسویه می‌شود؛ یعنی در عوض مواد مغذی که از ریشه می‌گیرد، سلامت گیاه را ارتقا می‌دهد.

به گزارش ایانا از ساینس دیلی ، پسودوموناس فلورسنس یکی از باکتری‌های موجود در خاک است که در ریشه گیاهان اجتماع می‌‎کند و در آنجا وارد یک رابطه دوسویه می‌شود؛ یعنی به جای مواد مغذی که از ریشه استخراج می‌کند، سلامت گیاه را ارتقا می‌دهد.

به گفته تیم دانشمندان مرکز تحقیقاتی جان اینز که این مطالعه را انجام داده‌اند، کشف خیره کننده اخیر، می‌تواند چندین کاربرد داشته باشد از جمله در مطالعه ارگانیزم‌های بیماری‌زا در انسان، در زیست شناسی ترکیبی و برای محصولات حسگرهای زیستی که به کشف تغییرات زیستی در گیاهان و محیط زیست آنها کمک می‌کند.

این تیم در مرکز تحقیقاتی جان اینز در نورویچ نشان دادند که چگونه عوامل دوقلوی HexR و RccR می‌توانند متابولیسم مرکزی کربن را در پسودومانوس فلورسنس تغییر الگو بدهند که این امر باکتری‌ها را قادر می‌سازد با محیط اطراف خود تطابق پیدا کنند.

این مقاله با عنوان "یک لیگاند، دو تنظیم کننده و سه محل اتصال: چگونه KDPG متابولیسم اولیه کربن را در پسودوموناس کنترل می‌کند" در مجله PLOS Genetics چاپ شده است. این تحقیق، چشم‌انداز بنیادینی در این باره که چگونه باکتری‌ها پاسخ‌های متابولیک خود را با مواد مغذی موجود ایجاد هماهنگ می‌کند، فراهم می‌سازد.

به‌ویژه پروتئین RccR یک گزینه منحصر به فرد و پیچیده دو طرفه به کار می‌گیرد که آن را قادر می‌سازد همزمان نمود ژن‌های مختلف را سرکوب و فعال کند.

دکتر جیکوب ملون از مدیران این پروژه در مرکز جان اینز می‌گوید: "پروتئین RccR به روشی کاملا متفاوت از تنظیم کننده‌های مرسوم این گونه عمل می‌کند. عملا هر تنظیم کننده‌ای که می‌شناسیم از طریق یک کلید روشن و خاموش کار می‌کند. یعنی یا به دی ان ای وصل می‌شود یا نمی‌شود. از سوی دیگر RccR از یک کلید این یا آن استفاده می‌کند. اصول حاکم بر عملکرد RccR آن را به ابزاری باورنکردنی برای استفاده به عنوان یک حسگر زیستی تبدیل می‌کند و قابلیت‌های زیادی برای استفاده در زیست شناسی ترکیبی و تولید نسل جدیدی از مدارهای ژنتیکی دارد".

این مطالعه نه تنها نشان می‌دهد که چگونه پسودوموناس فلورسنس متابولیسم خود را برای استخراج مواد مغذی نهفته در ریشه گیاه استفاده کند بلکه کاربردهای پزشکی هم دارد.

روزاریو کمپیلونگو نویسنده همکار این مقاله و محقق در مرکز جان اینز توضیح می‌دهد که چگونه یافته‌های او را می‌توان برای مطالعه عامل بیماری‌زای انسانی پسودونوماس آئروگینوسا که یک عامل مهم در عفونت فیبروسیس ریه است به‌کار برد. وی می‌گوید: "همه گونه‌های پسودوموناس از جمله پاتوژن‌های انسانی، سیستم RccR را دارند. این بدان معنی است که مشخص کردن RccR در پسودوموناس فلورسنس ممکن است افق‌های تازه‌ای در شناخت تکامل پاتوژن‌ها و درمان بالقوه پسودوموناس آئروژینوسا باز کند".

ترجمه: محسن حدادی

L-960418-02