محققان در آزمایشگاه Tessa Burch-Smith، PhD در مرکز علوم گیاهی Danforth و دانشگاه تنسی، Knoxville، در حال انجام کار پیشگامی برای کشف چگونگی انتقال اطلاعات، مولکول‌های مهم و ویروس‌ها توسط گیاهان بین سلول‌ها هستند. در یک مطالعه اخیر آنها نشان دادند که چگونه پلاسمودسماتا (PD) – ساختارهایی که سلول‌های همسایه را در برگ‌ها و سایر اندام‌ها به هم متصل می‌کنند – با رسوب کالوز (یک پلیمر کربوهیدراتی) هنگامی که گیاهان به عفونت پاسخ می‌دهند، کنترل می‌شوند. تحقیقات آنها روش‌های مختلف را برای تعیین کمیت دقیق تجمع کالوز در اطراف کانال‌های میکروسکوپی PD مقایسه کرد و راه را برای درک عمیق‌تر نحوه عملکرد سیستم ایمنی گیاه هموار کرد. نتایج مطالعه آنها اخیراً در “مقایسه روش‌های تشخیص و کمیت کالوز پلاسمودزمال در برگ‌های Nicotiana benthamiana” در مجله Molecular Plant Microbe Interactions منتشر شده است.
کالوز، یک پلیمر ساخته شده از مولکول های گلوکز، برای تنظیم قاچاق بین سلولی از طریق پلاسمودسماتا (PD) ضروری است. پاتوژن ها پروتئین های موضعی PD را دستکاری می کنند تا با حذف کالوز در PD، یا برعکس با افزایش تجمع کالوز در PD برای محدود کردن قاچاق بین سلولی در طول عفونت، قاچاق بین سلولی را فعال کنند. هورمون های دفاعی گیاهی مانند اسید سالیسیلیک، پروتئین های موضعی PD را برای کنترل PD و قاچاق بین سلولی در طول پاسخ های دفاعی ایمنی مانند مقاومت اکتسابی سیستمیک تنظیم می کنند.
اندازه‌گیری رسوب کالوز در PD در گیاهان به عنوان یک روش محبوب برای ارزیابی احتمال قاچاق مولکول‌ها بین سلول‌ها در طول ایمنی گیاه ظاهر شده است. با وجود محبوبیت این معیار، هیچ استانداردی برای نحوه انجام این اندازه‌گیری‌ها وجود ندارد.
نویسنده اول، دکتر Amie Sankoh، و همکار کارشناسی او، Joseph Adjei، سه روش متداول را برای شناسایی و تعیین کمیت کالوز PD با رنگ‌آمیزی آبی آنیلین مقایسه کردند تا موثرترین روش در مدل برگ Nicotiana benthamiana را تعیین کنند. امی و جوزف هر دو ناشنوا هستند و عمدتاً از طریق زبان اشاره آمریکایی ارتباط برقرار می کنند.
نتایج آنها نشان داد که مطمئن ترین روش از رنگ آمیزی آبی آنیلین و میکروسکوپ فلورسنت برای اندازه گیری رسوب کالوز در بافت ثابت استفاده می کند. گردش کار دستی یا نیمه خودکار برای تجزیه و تحلیل تصویر نیز مقایسه شد و نتایج مشابهی را به دست آورد، اگرچه گردش کار نیمه خودکار توزیع گسترده تری از نقاط داده را ایجاد کرد.
دکتر سانکوه گفت: “ما از اینکه چقدر قابلیت اطمینان روش های مختلف برای تشخیص کالوز می تواند متفاوت باشد متعجب شدیم. ما فکر می کنیم که این کار به میزان زیادی سازگاری در آزمایشات در آزمایشگاه ها را بهبود می بخشد.”
این مطالعه بر روی آزمایشگاه تصویربرداری زیستی پیشرفته در مرکز دانفورث تکیه داشت. این تیم قصد دارد از پروتکل و تجزیه و تحلیل شناسایی شده برای بررسی چگونگی تغییر سطوح کالوز در PD در طول دوره عفونت با هورمون های مختلف استفاده کند. چنین مطالعاتی می تواند زمان های مهمی را شناسایی کند که در آن PD می تواند برای مختل کردن روند عفونت و جلوگیری از بیماری گیاهی دستکاری شود.
این تحقیق با کمک مالی بنیاد ملی علوم حمایت شد.
منبع: danforthcenter.org