Πώς να ενισχύσετε τη βιομάζα των φυτών:Οι βιολόγοι αποκαλύπτουν τη μοριακή σχέση μεταξύ της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών, της ανάπτυξης
Τα φυτά χρειάζονται μια ποικιλία θρεπτικών ουσιών για να αναπτυχθούν, συμπεριλαμβανομένου του αζώτου, του φωσφόρου και του καλίου. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά είναι συχνά σε περιορισμένη προσφορά στο έδαφος, τα οποία μπορούν να περιορίσουν την ανάπτυξη των φυτών. Ωστόσο, η ομάδα UC Davis διαπίστωσε ότι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TOR (στόχος της ραπαμυκίνης) διαδραματίζει βασικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξης των φυτών σε απόκριση της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών.
Το Tor είναι μια κινάση, ένα ένζυμο που προσθέτει μια φωσφορική ομάδα σε άλλες πρωτεΐνες. Η ομάδα UC Davis διαπίστωσε ότι ο Tor φωσφορυλιώνει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται S6K1, η οποία με τη σειρά του ενεργοποιεί έναν καταρράκτη γεγονότων που οδηγεί σε αυξημένη ανάπτυξη και διαίρεση των κυττάρων. Όταν τα θρεπτικά συστατικά είναι σπάνια, η δραστηριότητα TOR μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε μειωμένη φωσφορυλίωση S6K1 και βραδύτερη ανάπτυξη.
"Τα ευρήματά μας παρέχουν μια μοριακή εξήγηση για το πώς τα φυτά ενσωματώνουν τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών με ανάπτυξη", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Jian-Kang Zhu, καθηγητής φυτικής βιολογίας στο UC Davis. "Αυτή η γνώση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών με το χειρισμό της σηματοδότησης TOR".
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η υπερέκφραση του TOR στα φυτά οδήγησε σε αυξημένη ανάπτυξη και παραγωγή βιομάζας. Αντίθετα, τα φυτά με μειωμένη δραστηριότητα TOR αυξήθηκαν πιο αργά και παρήγαγαν λιγότερη βιομάζα. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ο Tor θα μπορούσε να είναι ένας πιθανός στόχος για τη γενετική μηχανική για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών.
"Η μελέτη μας παρέχει ένα θεμέλιο για μελλοντικές έρευνες με στόχο την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών ρυθμίζει την ανάπτυξη των φυτών", δήλωσε ο Δρ Zhu. "Αυτή η έρευνα θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων λιπασμάτων, πρακτικών άρδευσης και ποικιλιών καλλιεργειών που μπορούν να βελτιώσουν την παραγωγή τροφίμων".
Εκτός από τις επιπτώσεις της στη γεωργία, η ανακάλυψη θα μπορούσε επίσης να έχει επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Το TOR είναι βασικός ρυθμιστής της κυτταρικής ανάπτυξης και του μεταβολισμού σε ζώα καθώς και στα φυτά. Η δυσλειτουργία της σηματοδότησης TOR έχει συνδεθεί με διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και του διαβήτη. Τα ευρήματα από την ομάδα UC Davis θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες γνώσεις για το ρόλο του TOR στην ανθρώπινη υγεία και τις ασθένειες.
