Πώς οι μέδουσες Glow-in-the-Dark επανάσταση στη βιολογία των φυτών
Μια τυχαία ανακάλυψη:
Στα τέλη της δεκαετίας του 1960, ο Osamu Shimomura, ένας ιαπωνικός-αμερικανός χημικός που γοητεύτηκε από τα βιοφωταύγεια πλάσματα, εστίασε την προσοχή του στην φωτεινή μέδουσα Aequorea Victoria, που βρέθηκε από το κόστος του Ειρηνικού της Βόρειας Αμερικής. Η αναζήτηση του Shimomura ήταν να απομονώσει την ένωση που είναι υπεύθυνη για την αλλοδαπή λάμψη της μέδουσας.
Μέσα από τον σχολαστικό πειραματισμό, η Shimomura εξήγαγε με επιτυχία μια πρωτεΐνη που ονομάζεται «aequorin» από τα ψάρια ζελέ. Αυτή η πρωτεΐνη είχε μια μοναδική ιδιότητα:εκπέμπει ένα φωτεινό μπλε φως όταν εκτίθεται σε ιόντα ασβεστίου. Η ανακάλυψη της Shimomura έθεσε το θεμέλιο για το τι θα γίνει ένας παίκτης που θα μεταβεί στη βιολογία των φυτών.
σηματοδότηση ασβεστίου σε φυτά:
Περίπου την ίδια στιγμή, οι βιολόγοι των φυτών αγωνίστηκαν με ένα παζλ:πώς αισθάνονται τα φυτά και ανταποκρίνονται στα κυμαινόμενα επίπεδα ασβεστίου που είναι κρίσιμα για διάφορες κυτταρικές διεργασίες; Τα φυτά δεν μπορούν να κινηθούν σαν ζώα, και όμως, πρέπει να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως η ένταση του φωτός και η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών.
Οι ερευνητές όπως ο Roger Tsien και άλλοι αναγνώρισαν το δυναμικό της aequorin ως εργαλείο για την παρακολούθηση της δυναμικής του ασβεστίου στα ζωντανά φυτικά κύτταρα. Συνειδητοποίησαν ότι με τη συγχώνευση του γονιδίου aequorin με τις φυτικές πρωτεΐνες, θα μπορούσαν ουσιαστικά να δημιουργήσουν βιοαισθητήρες που θα ανάβουν στα δώρα του ασβεστίου, παρέχοντας μια οπτική αναπαράσταση της σηματοδότησης του ασβεστίου.
Η Πράσινη Επανάσταση:
Η ανάπτυξη βιοαισθητήρων ασβεστίου με βάση την aequorin επανάσταση στην έρευνα των φυτών. Ο επιστήμονας θα μπορούσε να μελετήσει τη σηματοδότηση του ασβεστίου σε πραγματικό χρόνο και σε εξαιρετικά υψηλές αναλύσεις. Αυτές οι ιδέες αποδείχθηκαν καθοριστικές για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν τις βασικές διαδικασίες όπως η ανάπτυξη, η ανάπτυξη, οι αντιδράσεις στις περιβαλλοντικές ενδείξεις και ακόμη και η άμυνα κατά των παθογόνων.
Μέσω των προηγμένων τεχνικών μικροσκοπίας, ο βιολόγος των φυτών μπόρεσε να παρατηρήσει σήματα ασβεστίου που ταξιδεύουν μέσω φυτικών ιστών, συντονίζοντας περίπλοκες κυτταρικές διεργασίες. Η ικανότητα απεικόνισης και χειρισμού της σηματοδότησης του ασβεστίου άνοιξε επίσης το δρόμο για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών και τη δημιουργία πιο ανθεκτικών φυτών μέσω της γενετικής μηχανικής.
Η ιστορία του τρόπου με τον οποίο η ταπεινή λάμψη-στο σκοτάδι μέδουσες έγινε ο καταλύτης για την κατανόηση της σηματοδότησης του ασβεστίου σε φυτά αποτελεί παράδειγμα της διεπιστημονικής φύσης της επιστημονικής ανακάλυψης. Υπογραμμίζει επίσης το γεγονός ότι μερικές φορές οι πιο βαθιές ιδέες μπορούν να προέρχονται από τις πιο απροσδόκητες πηγές.
