تحتاج النباتات، مثل البشر، إلى تحريك السكر والمواد الغذائية الأخرى في أجسامها لتغذية نموها. ولكن على عكس البشر، فإنها ليست لديها قلب يضخ هذه المواد الغذائية الحيوية. بدلاً من ذلك، تستخدم آلية مذهلة للضخ الجزيئي تعمل العلماء على دراستها منذ عقود منذ اكتشافها قبل أكثر من 30 عامًا.
الآن، قام فريق من الباحثين بقيادة الأستاذ المشارك بيورن بيدرسن في قسم علم الأحياء الجزيئي والوراثة في جامعة آرهوس بإحداث اكتشاف ثوري حول ناقل الـ SUC، واحدة من أهم مكونات هذه الآلية الضخية. هذا الجزيء يشبه شاحنة صغيرة لتسليم السكر تحمل السكر السكروز (السكر العادي) بنشاط إلى "الأوعية" النباتية والتي تسمى السيقان.
حتى الآن، واجه العلماء صعوبة في فهم كيفية عمل هذا الناقل بالضبط. لكن بحث الفريق الجديد كشف عن أسرار كيفية تعرف ناقل الـ SUC على السكروز وكيف يستخدم الحمض لتشغيل عملية تسليم السكر. تم نشر النتائج في مجلة Nature Plants.
يعد هذا الاكتشاف اختراقًا لأنه يحل أخيرًا لغزًا قديمًا: كيف يتمكن النبات من تحميل السكروز في "الأوعية" وإنشاء الضغط الجوفي الذي يولد تدفق جميع المواد الغذائية في السيقان"، يقول بيدرسن. "هذا يشبه "القلب" للنبات وهو أمر حاسم لبقاء النبات ونموه".
عمل الفريق يسلط أيضًا الضوء على كيفية دفاع النباتات عن أنفسها من الآفات. عندما تتعرض النباتات للهجوم، يحاول الآفات سرقة السكر في السيقان. ولكن ناقل الـ SUC ضروري لقدرات النبات على الدفاع، وفهم كيفية عمله قد يساعدنا في حماية النباتات من الحشرات الضارة في المستقبل.
هذا البحث هو نتيجة لأكثر من خمس سنوات من العمل الشاق من قبل فريق موهوب من العلماء، بما في ذلك المؤلف الرئيسي لاوست بافنهوي وجان دريلر، بالإضافة إلى لورينا زوزيك وأماندا ستانج والأستاذة بيرجيت شيوت من قسم الكيمياء. إنها خطوة كبيرة إلى الأمام في فهمنا لكيفية عمل النباتات على المستوى الجزيئي.
"أنا متحمس للغاية لنشر الهيكل الأول في تاريخ ناقل الـ SUC، مما سمح لنا بتصور وظيفة الناقل وإضاءة التفسيرات الجزيئية المطلوبة وراء نقل السكروز،" يقول لاوست بافنهوي، "كان بدء هذا المشروع من الصفر في عام 2018 رحلة طويلة ومليئة بالتحديات".
ملخص عن البحث التالي