Một báo cáo mới mô tả công tắc "bật-tắt" được sử dụng trong bảo vệ thực vật. Nguồn: Huffaker Lab, UC San Diego.

Để đảm bảo sự sinh tồn, các sinh vật sống được trang bị hệ thống phòng thủ phát hiện các mối đe dọa và phản ứng bằng các biện pháp đối phó hiệu quả. Chúng ta đã biết thực vật có khả năng phòng thủ nhanh chóng trước nhiều mối nguy hiểm từ côn trùng tấn công đến mầm bệnh xâm nhập. Các cơ chế phản ứng miễn dịch phức tạp này hoạt động thông qua một mạng lưới phức tạp mà các nhà sinh học thực vật đang nghiên cứu.

Điều quan trọng đối với những phòng thủ này là các phản ứng miễn dịch xảy ra khi nào và trong bao lâu. Con người cũng được trang bị phản ứng kháng viêm mạnh mẽ và nhanh chóng để ngăn ngừa bệnh tật, nhưng tình trạng viêm mãn tính và dai dẳng có thể gây hại cho sức khỏe của chúng ta. Tương tự như vậy, thực vật có tính năng phòng thủ được hẹn giờ để phản ứng nhanh chóng, hiệu quả chống lại mầm bệnh và phản ứng được kiểm soát chặt chẽ để tránh tự gây hại sinh vật chủ.

Keini Dressano, Alisa Huffaker và các đồng nghiệp tại Khoa Khoa học Sinh học của Đại học California San Diego đã phát hiện ra công tắt "bật-tắt" quan trọng trong hệ thống phản ứng miễn dịch của thực vật. Theo báo cáo đăng trên tạp chí Nature Plants mới đây, họ đã xác định được một cơ chế công tác quản lý mới - một protein liên kết với RNA giúp kích hoạt các phản ứng miễn dịch vài phút sau khi bị tấn công. Vài giờ sau, công tắc tiếp theo kích hoạt với tín hiệu "tắt" để tránh tự gây ra thiệt hại cho cây trồng.

Theo bà Huffaker, những phát hiện này về cách thức tổ chức các phản ứng miễn dịch phức tạp của thực vật để chống lại mầm bệnh thành công sẽ tạo ra một hướng đi cải thiện khả năng kháng bệnh của cây trồng góp phần đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai.

Công tắc mới được tìm thấy ở cây Arabidopsis để kiểm soát hoạt động liên kết các bản sao mRNA mã hóa các chất điều hòa protein báo hiệu của phản ứng miễn dịch thực vật. Các nhà nghiên cứu cho biết, để kích hoạt khả năng phòng thủ miễn dịch, một sửa đổi hóa học đơn giản của protein liên kết RNA sẽ đảo ngược sự nối mRNA vốn thường giữ cho các phản ứng miễn dịch bị vô hiệu hóa. Để tắt phản ứng miễn dịch trở lại, một sửa đổi hóa học thứ hai của protein liên kết RNA sẽ trả lại mối nối mRNA về "bình thường" và phản ứng miễn dịch trở lại trạng thái được kiểm soát.

Bà Huffaker cho biết: “Công việc này không chỉ đơn giản là xác định một cơ quan điều chỉnh miễn dịch thực vật mới. Chúng tôi đã phát hiện ra những sửa đổi hóa học cụ thể kiểm soát chức năng điều tiết, các mục tiêu phiên mã của bộ điều chỉnh, sự ghép nối khác nhau của các mục tiêu và tác động chính xác của việc liên kết cả chức năng xác định mục tiêu và phản ứng miễn dịch tổng thể của cây trồng và khả năng kháng bệnh".

Lê Thị Thanh theo Phys.org