प्रकाश संश्लेषण शुरू करने के लिए, पौधे स्वयं को अग्रगामी संकेत भेजते हैं। सिग्नल प्लास्टिड-एन्कोडेड बैक्टीरिया-प्रकार आरएनए पोलीमरेज़ (पीईपी) को प्लास्टिड प्रकाश संश्लेषण जीन को स्थानांतरित करने के लिए सक्रिय करता है। हालाँकि, एंटेरोग्रेड सिग्नल की पहचान को अभी भी समझने की जरूरत है। मुख्य चुनौती प्लास्टिड प्रतिलेखन और प्रकाश संश्लेषण जैसे अन्य आवश्यक क्लोरोप्लास्ट कार्यों के लिए आवश्यक घटकों के ढेरों से नियामकों को अलग करना है।
यूसी रिवरसाइड के वैज्ञानिकों ने अब उन पहले के अपारदर्शी संकेतों को डिकोड कर लिया है।
नाभिक छोटे अंगों के लिए निर्माण खंडों वाले सैकड़ों प्रोटीनों को कूटबद्ध करता है। मुख्य चुनौती यह निर्धारित करना था कि उन्हें ट्रिगर करने के लिए कौन से संकेत हैं प्रकाश संश्लेषण.
पहले, वैज्ञानिकों ने पौधे के नाभिक में विशिष्ट प्रोटीन की पहचान की थी जो प्रकाश द्वारा सक्रिय होते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषण शुरू होता है। इस अध्ययन में वैज्ञानिकों ने चार प्रोटीनों की पहचान की जो उस प्रतिक्रिया का हिस्सा हैं। ये प्रोटीन एक संकेत भेजते हैं जो छोटे अंगों को क्लोरोप्लास्ट में बदल देते हैं, जो विकास को बढ़ावा देने वाली शर्करा उत्पन्न करते हैं।
यूसीआर वनस्पति विज्ञान के प्रोफेसर मेंग चेन ने कहा, “सिम्फनी के संवाहक नाभिक में प्रोटीन होते हैं जिन्हें फोटोरिसेप्टर कहा जाता है जो प्रकाश पर प्रतिक्रिया करते हैं। हमने इस पेपर में दिखाया कि लाल और नीले दोनों प्रकाश-संवेदनशील फोटोरिसेप्टर सिम्फनी की शुरुआत करते हैं। वे ऐसे जीन को सक्रिय करते हैं जो प्रकाश संश्लेषण के निर्माण खंडों को कूटबद्ध करते हैं।"
इस मामले में, विशेष परिस्थिति यह है कि स्थानीय (नाभिक) और दूरस्थ संगीतकार दोनों सेल के भीतर दो अलग-अलग "कमरों" में सिम्फनी का संचालन करते हैं। परिणामस्वरूप, कंडक्टर (फोटोरिसेप्टर), जो केवल नाभिक में मौजूद होते हैं, को दूर स्थित संगीतकारों को कुछ संदेश देना होगा। नाभिक से क्लोरोप्लास्ट तक हाल ही में पहचाने गए चार प्रोटीन इस अंतिम चरण को नियंत्रित करते हैं।
चेन कहा, “वर्तमान में, बहुत सारे शोध ऑर्गेनेल से न्यूक्लियस तक संचार का वर्णन करते हैं। यदि ऑर्गेनेल में कुछ गड़बड़ है, तो वे केंद्रक "मुख्यालय" को संकेत भेजेंगे। नाभिक से भेजे जाने वाले गतिविधि-विनियमन संकेतों के बारे में बहुत कम जानकारी है अंगों".
“नाभिक माइटोकॉन्ड्रियल और क्लोरोप्लास्ट जीन की अभिव्यक्ति को समान रूप से नियंत्रित कर सकता है। इसलिए, न्यूक्लियस-टू-क्लोरोप्लास्ट संचार मार्ग से हम जो सिद्धांत सीखते हैं, वे हमारी समझ को आगे बढ़ा सकते हैं कि न्यूक्लियस कैंसर में माइटोकॉन्ड्रियल जीन और उनकी शिथिलता को कैसे नियंत्रित करता है।
“प्रकाश संश्लेषण को कैसे नियंत्रित किया जाता है यह समझने का महत्व रोग अनुसंधान से परे है। किसी अन्य ग्रह पर मानव बस्तियों के लिए संभवतः इनडोर खेती और उस वातावरण में पैदावार बढ़ाने के लिए एक हल्की योजना बनाने की आवश्यकता होगी। और भी तुरंत, जलवायु परिवर्तन इस ग्रह पर फसल उत्पादकों के लिए चुनौतियाँ खड़ी हो रही है।"
जर्नल संदर्भ:
- ह्वांग, वाई., हान, एस., यू, सीवाई एट अल। एंटेरोग्रेड सिग्नलिंग परमाणु प्रकाश संश्लेषण जीन से अलग सिग्मा कारकों के माध्यम से प्लास्टिड प्रतिलेखन को नियंत्रित करता है। नट कम्यून 13, 7440 (2022)। डीओआई: 10.1038/s41467-022-35080-0
