Một nhóm các nhà di truyền học thực vật tại Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor đã xác định được một thụ thể protein trên các tế bào gốc tham gia vào sự phát triển của cây trồng bằng cách đưa ra các hướng dẫn khác nhau về cách phát triển tùy thuộc loại  mà peptide (đoạn protein) kích hoạt nó.

Đây là thụ thể đa chức năng đầu tiên được tìm thấy với cách thức hoạt động kiểm soát sự phát triển của cây trồng. Những phát hiện mới của Giáo sư David Jackson và các đồng nghiệp có ý nghĩa quan trọng cho những nỗ lực để tăng năng suất cây lương thực thiết yếu như bắp và gạo.

Sự sinh trưởng và phát triển của thực vật phụ thuộc vào cấu trúc được gọi là mô phân sinh – nơi tế bào gốc định vị  trong các cây. Khi được kích hoạt bởi các tín hiệu peptide, các tế bào gốc trong mô phân sinh sẽ phát triển thành bất kỳ cơ quan nào của cây - rễ, lá, hoa. Những tín hiệu này hoạt động như chìa khóa (peptide) gắn vào một ổ khóa trên bề mặt tế bào (thụ thể protein). Khóa mở ra trong giây lát, kích hoạt việc giải phóng các thông điệp hóa học bên trong tế bào. Các thông điệp này sẽ đưa ra những hướng dẫn cho tế bào làm một điều gì đó, chẳng hạn như phát triển thành tế bào rễ hoặc tế bào hoa hoặc thậm chí ngừng phát triển hoàn toàn. Thông thường,một hoặc nhiều peptide phù hợp với môt thụ thể để giải phóng một loại chất trao đổi hóa học.

Tuy nhiên, Jackson và các đồng nghiệp mới đây đã khám phá ra một thụ thể protein mà họ phát hiện lần đầu tiên vào năm 2001 gọi là FEA2 có thể kích hoạt sự phóng thích một trong hai chất hoá học khác nhau, CT2 hoặc ZmCRN, tùy thuộc vào hai chất peptide, ZmCLE7 hoặc ZmFCP1, mở nó. Các thụ thể phóng thích nhiều hơn một thông tin truyền đi là rất hiếm. Jackson cho biết đây phát hiện đầu tiên đóng vai trò trong sản xuất cây trồng.

Trái ngô chưa trưởng thành mang đột biến trên tế bào gốc mới được xác định có ảnh hưởng đến tăng trưởng của cây. Lưu ý hình dạng bất thường của phần đấu trái ngô, hồ chứa tế bào gốc gọi là mô phân sinh. Sự điều chỉnh hoạt động của một thụ thể được gọi là FEA2 trong đường dẫn tín hiệu CLAVATA sẽ ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.

FEA2 là một thụ thể quan trọng trong con đường tín hiệu CLAVATA, được biết để kích hoạt các tế bào gốc. Jackson, cũng như cộng sự của ông giáo sư Zachary Lippmann, trước đây đã tác động tới con đường này để điều khiển mô phân sinh nhằm tăng sản lượng các loài cây trồng quan trọng như cà chua, bắp và mù tạt.

Jackson và nhóm của ông tin rằng FEA2 liên kết với hai receptor khác nhau, mỗi nhóm hoạt động như "khóa" cho một trong hai "chìa khóa" peptide. Nghiên cứu trong tương lai sẽ tìm hiểu làm thế nào hai tín hiệu peptide khác nhau được dịch mã bởi FEA2 thành các thông điệp hóa học khác biệt.

Jackson cho biết: "Chúng tôi nghĩ rằng con đường tín hiệu tế bào gốc này hoạt động là cơ bản cho tất cả các loài thực vật. "Chúng tôi đã chỉ ra rằng, về mặt lý thuyết, các con đường kiểm soát tế bào gốc có thể được thay đổi để tạo ra quả lớn hơn hoặc nhiều hạt hơn. Với nghiên cứu này. Chúng tôi đã học được một điều gì đó mới mẻ về cách thức hoạt động của các con đường kiểm soát này, mở ra cho các nhà khoa học thực vật một công cụ khác để cải thiện sản lượng cây trồng".
 

Bùi Anh Xuân theo Phys.org