เพื่อเริ่มต้นการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะส่งสัญญาณแอนเทอโรเกรดไปยังตัวมันเอง สัญญาณจะเปิดใช้งาน RNA polymerase (PEP) ชนิดแบคทีเรียที่เข้ารหัสด้วยพลาสติดเพื่อถ่ายทอดยีนการสังเคราะห์ด้วยแสงพลาสติด อย่างไรก็ตาม ยังคงจำเป็นต้องเข้าใจตัวตนของสัญญาณแอนเทอโรเกรด ความท้าทายหลักคือการแยกแยะหน่วยงานกำกับดูแลออกจากส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการถอดรหัสพลาสติดและการทำงานของคลอโรพลาสต์ที่จำเป็นอื่น ๆ เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสง
นักวิทยาศาสตร์ที่ UC Riverside ได้ถอดรหัสสัญญาณที่ก่อนหน้านี้ทึบแสงแล้ว
นิวเคลียสเข้ารหัสโปรตีนหลายร้อยชนิดที่มีส่วนประกอบของออร์แกเนลล์ขนาดเล็ก ความท้าทายหลักคือการพิจารณาว่าอันไหนเป็นสัญญาณให้พวกเขากระตุ้น การสังเคราะห์แสง.
ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ระบุโปรตีนจำเพาะในนิวเคลียสของพืชที่ถูกกระตุ้นด้วยแสง และกระตุ้นการสังเคราะห์ด้วยแสง ในการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์ระบุโปรตีน 4 ชนิดที่เป็นส่วนหนึ่งของปฏิกิริยาดังกล่าว โปรตีนเหล่านี้ส่งสัญญาณที่เปลี่ยนอวัยวะเล็กๆ ให้เป็นคลอโรพลาสต์ ซึ่งสร้างน้ำตาลที่กระตุ้นการเจริญเติบโต
Meng Chen ศาสตราจารย์ด้านพฤกษศาสตร์ของ UCR กล่าวว่า “ตัวนำของซิมโฟนีคือโปรตีนในนิวเคลียสที่เรียกว่าเซลล์รับแสงซึ่งตอบสนองต่อแสง เราแสดงให้เห็นในบทความนี้ว่าเซลล์รับแสงที่ไวต่อแสงทั้งสีแดงและสีน้ำเงินจะเริ่มต้นซิมโฟนี พวกมันกระตุ้นยีนที่เข้ารหัสองค์ประกอบพื้นฐานของการสังเคราะห์ด้วยแสง”
สถานการณ์เฉพาะในกรณีนี้คือทั้งนักดนตรีท้องถิ่น (นิวเคลียส) และนักดนตรีระยะไกลแสดงซิมโฟนีใน "ห้อง" สองห้องที่แยกจากกันภายในห้องขัง ผลก็คือ ตัวนำ (ตัวรับแสง) ซึ่งมีอยู่ในนิวเคลียสเท่านั้น จะต้องถ่ายทอดข้อความบางอย่างไปยังนักดนตรีที่อยู่ห่างไกลออกไป โปรตีนสี่ชนิดที่เพิ่งระบุเมื่อเร็ว ๆ นี้ตั้งแต่นิวเคลียสไปจนถึงคลอโรพลาสต์จะควบคุมขั้นตอนสุดท้ายนี้
เฉิน กล่าวว่า, “ในปัจจุบัน มีงานวิจัยจำนวนมากที่อธิบายการสื่อสารจากออร์แกเนลล์กลับไปยังนิวเคลียส หากมีบางอย่างผิดปกติกับออร์แกเนลล์ พวกมันจะส่งสัญญาณไปยัง “สำนักงานใหญ่” นิวเคลียส ยังไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับสัญญาณควบคุมกิจกรรมที่ส่งจากนิวเคลียสไปยัง ออร์แกเนลล์".
“นิวเคลียสอาจควบคุมการแสดงออกของยีนไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ในทำนองเดียวกัน ดังนั้นหลักการที่เราเรียนรู้จากเส้นทางการสื่อสารระหว่างนิวเคลียสถึงคลอโรพลาสต์อาจทำให้เราเข้าใจมากขึ้นว่านิวเคลียสควบคุมยีนไมโตคอนเดรียและความผิดปกติของยีนในมะเร็งได้อย่างไร”
“ความสำคัญของการทำความเข้าใจว่าการควบคุมการสังเคราะห์ด้วยแสงมีการใช้งานนอกเหนือจากการวิจัยเรื่องโรคอย่างไร การตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดาวดวงอื่นน่าจะต้องมีการทำฟาร์มในร่มและสร้างแผนงานเล็กๆ น้อยๆ เพื่อเพิ่มผลผลิตในสภาพแวดล้อมนั้น ยิ่งกว่านั้นทันที อากาศเปลี่ยนแปลง กำลังสร้างความท้าทายให้กับผู้ปลูกพืชบนโลกใบนี้”
การอ้างอิงวารสาร:
- Hwang, Y. , Han, S. , Yoo, CY และคณะ การส่งสัญญาณ Anterograde ควบคุมการถอดรหัสพลาสติดผ่านปัจจัยซิกมาแยกจากยีนสังเคราะห์ด้วยแสงนิวเคลียร์ ณัฐคอมมิชชัน 13, 7440 (2022). ดอย: 10.1038/s41467-022-35080-0
