|
 Đang trực tuyến :
17 |
|
 Số lượt truy cập :
35716158 |
|
|
|
|
|
Nhóm nghiên cứu quốc tế phát hiện ra các phân tử nhỏ điều chỉnh cách thức lá thực vật già đi
Thứ hai, 25-11-2024 | 08:35:18
|
|
Hàng trên cùng: lá sau năm ngày không có (bên trái) và có SCOOP10. Hàng dưới cùng: lá sau 10 ngày không có (bên trái) và có SCOOP12. Nguồn: Đại học Utrecht.
Hai phân tử nhỏ được tạo ra bởi cây Arabidopsis thaliana được chứng minh là có tác dụng ngược lại đối với tốc độ lá cây già đi. Các phân tử này là peptide, chuỗi ngắn các axit amin. Trong khi peptide SCOOP10 đẩy nhanh quá trình lão hóa, thì SCOOP12 lại ức chế quá trình này. Cùng nhau, các peptide này được cho là điều chỉnh quá trình lão hóa ở thực vật.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế, bao gồm nhà sinh vật học thực vật Nora Gigli-Bisceglia của Đại học Utrecht, Christa Testerink từ Đại học Wageningen và Yongfeng Guo và Zhenbiao Zhang từ Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, đã chứng minh điều này trong một công trình được đăng trên tạp chí Molecular Plant.
Về mặt tiềm năng, chỉ cần phun SCOOP12 trên đồng ruộng có thể làm chậm lại những tác động không mong muốn của quá trình lão hóa ở cây trồng .
Ở giai đoạn cuối của vòng đời một chiếc lá, các thành phần của lá bị phân hủy. Kết quả là, lá chuyển sang màu vàng. Và mặc dù điều này có vẻ không tốt với chúng ta, nhưng nhìn chung quá trình lão hóa này thực sự có lợi cho cây, vì nó giúp cây lưu trữ và tái chế các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sản xuất hạt và quả.
Căng thẳng môi trường
Tuy nhiên, quá trình lão hóa của thực vật, hay còn gọi là lão hóa, đang là một vấn đề ngày càng gia tăng trong nông nghiệp, Gigli-Bisceglia cho biết.
"Quá trình lão hóa được kích hoạt bởi hầu hết các căng thẳng về môi trường, chẳng hạn như hạn hán, nhiệt độ cao và độ mặn cao của đất. Trong những điều kiện này, thực vật sử dụng quá trình lão hóa như một cơ chế thoát khỏi để tái chế chất dinh dưỡng.
"Ngoài ra, các mô già trải qua quá trình lão hóa để bảo vệ các lá non hơn. Cuối cùng, việc tiếp xúc lâu dài với căng thẳng sẽ dẫn đến tình trạng lão hóa quá mức và cây chết. Do biến đổi khí hậu , cây trồng ngày càng phải trải qua những điều kiện căng thẳng về môi trường như vậy".
Lão hóa chậm trễ và tăng tốc
Nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra chức năng của hai loại peptide sau khi họ nhận ra rằng cây Arabidopsis thiếu thụ thể MIK2 có biểu hiện lão hóa sớm. MIK2 là một loại protein thực vật trên bề mặt tế bào thực vật được biết là tương tác với các peptide từ họ SCOOP.
Do đó, các nhà nghiên cứu đã quyết định áp dụng một loạt các peptide SCOOP trên các lá bị tách rời. Để kích hoạt quá trình lão hóa, họ đặt các lá trong bóng tối. Họ nhận thấy rằng trong một số trường hợp, như SCOOP10, lá chuyển sang màu vàng nhanh hơn bình thường: trong trường hợp của SCOOP10, sau ba hoặc bốn ngày, thay vì năm ngày như đối với các lá không được xử lý. Nhưng trong các trường hợp khác, như SCOOP12, lá bắt đầu chuyển sang màu vàng chỉ sau hơn bảy ngày.
Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã tạo ra Arabidopsis - những cây không thể sản xuất peptide SCOOP10 và SCOOP12. Những cây thiếu SCOOP10 được phát hiện có hiện tượng lão hóa chậm. Ngay cả sau 40 ngày, cây vẫn xanh. Ngược lại, những cây thiếu SCOOP12 lão hóa sớm hơn bình thường.
Điều hòa lão hóa
Trước đây người ta đã chỉ ra rằng SCOOP12 liên kết với thụ thể MIK2. Trong bài báo mới, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng SCOOP10 cũng liên kết mạnh với cùng một thụ thể. Theo Gigli-Bisceglia, điều đáng chú ý là sự liên kết của mỗi peptide này với cùng một thụ thể lại dẫn đến phản ứng ngược lại.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng khi SCOOP10 liên kết với MIK2 và bổ sung thêm SCOOP12, liên kết giữa SCOOP10 và MIK2 sẽ bị mất.
Gigli-Bisceglia cho biết: "Những hiểu biết sâu sắc này khiến chúng tôi nghi ngờ rằng hai loại peptide này cạnh tranh để điều chỉnh quá trình lão hóa ở những cây này. Khi đến lúc cây bắt đầu lão hóa, SCOOP10 được sản xuất. Nhưng đồng thời, SCOOP10 kích hoạt quá trình sản xuất SCOOP12. Đó là lý do tại sao chúng tôi đưa ra giả thuyết về một kịch bản mà SCOOP10 khởi tạo quá trình lão hóa, trong khi SCOOP12 là cơ chế kiểm soát để đảm bảo quá trình lão hóa không diễn ra quá nhanh".
Ứng dụng nông nghiệp
Về mặt lý thuyết, có thể chỉ cần phun SCOOP12 hoặc một loại SCOOP khác có tác dụng tương tự lên các cánh đồng cây trồng để làm chậm quá trình lão hóa. Gigli-Bisceglia cho rằng phương pháp này có thể hiệu quả với nhiều loại cây trồng, nhưng đặc biệt là những loại cây thuộc họ Cải, trong đó có Arabidopsis. Họ này bao gồm bắp cải, cải xoăn, súp lơ và nhiều loại rau khác.
Tuy nhiên, việc phun peptide lên cây trồng không phải là một biện pháp phổ biến trong nông nghiệp. "Điều này không phải vì peptide có hại, mà đơn giản là vì chúng đắt tiền. Nhưng nếu việc phun peptide trở thành việc mà mọi người đều làm, giá có thể giảm. Chúng chỉ là những phân tử nhỏ, không quá phức tạp để sản xuất trên quy mô lớn", Gigli-Bisceglia cho biết.
Gigli-Bisceglia cho biết thêm rằng bằng cách sử dụng các phân tử có sẵn trong thực vật, tác động dự kiến đến môi trường là thấp, vì các peptide này có thể phân hủy sinh học, không giống như nhiều loại hóa chất đang được sử dụng hiện nay.
Sự lão hóa của con người
Con người đã cố gắng đánh bại quá trình lão hóa trong một thời gian dài. Liệu những kết quả mới có mang lại cơ hội mới cho loài người chúng ta không?
"Giống như trong tế bào thực vật, các peptide nhỏ đã được xác định trong tế bào động vật. Chúng thực hiện nhiều chức năng ở đó, như điều chỉnh sự tăng trưởng và phát triển. Và nếu bạn, ví dụ, xem xét cách miễn dịch bẩm sinh hoạt động ở thực vật và ở động vật, các cơ chế có các đặc điểm hoạt động theo cách tương tự, bao gồm kích hoạt các phản ứng phòng vệ bởi các thụ thể rất giống nhau với các chức năng rất giống nhau", Gigli-Bisceglia cho biết.
"Vì vậy, mặc dù hiện tại vẫn còn thiếu bằng chứng và xét đến những khác biệt rõ ràng giữa động vật và thực vật, chúng ta không thể loại trừ khả năng động vật cũng đã tiến hóa một cơ chế điều chỉnh quá trình lão hóa tế bào theo cách tương tự như những gì chúng ta thấy ở thực vật".
Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org |
Trở lại
In
Số lần xem: 113
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(111).png "Nhóm nghiên cứu quốc tế phát hiện ra các phân tử nhỏ điều chỉnh cách thức lá thực vật già đi")
