O'simliklar olamidagi eng kichik qo'riqchi

Tasavvur qiling: urug' paydo bo'lmoqda, ammo u hali "och" – yer ostida quyosh yo'q, fotosintez qila olmaydi. Shuning uchun u oziq modda zaxirasini – yog'larni – tezda yoqib yuboradi, xuddi ochlik paytida shirinliklarni yeyayotgan bola kabi.

O'simlik hujayralari bu yog'larni parchalash uchun peroksizoma deb atalgan maxsus bo'linmadan foydalanadi. Bu hujayra ichidagi kichik qayta ishlash zavodi. Qiziq narsa: urug' ko'chatga aylanayotganda bu peroksizomalar juda katta bo'lib ketadi. Oddiy mikroskopda ko'rinadigan darajada! Hujayra biologiyasida bunday kamdan-kam.

Keyin ko'chat yer ustiga chiqib, quyosh nuri olgach, bu ulkan peroksizomalar qisqarib, oddiy o'lchamga qaytadi. Hujayra qachon to'xtashni biladi. Yillar davomida olimlar savol berib yurdi: qanday qilib?

PEX11 paydo bo'ldi: tushunarsiz protein

PEX11 – o'nlab yillardan beri ma'lum protein. U peroksizomalarni ko'paytirishga yordam beradi deb o'ylashardi. Rice universitetidagi Natan Tarp boshchiligidagi guruh boshqacha deb gumon qildi.

Muammo shundaki, PEX11 ni beshta gen ishlab chiqaradi. Bittasini o'chirib tashlasang, hech narsa bo'lmaydi – hujayra qoplab oladi. Hammasini o'chirganda esa o'simlik nobud bo'ladi. Protein haqiqiy vazifasini qanday aniqlaysan?

CRISPR yordam berdi (qisman)

Zamonaviy fan bu yerda ajoyib. Tarp CRISPR yordamida beshta genning turli kombinatsiyalarini tanlab o'chirib ko'rdi. Xuddi beshta chiroq kalitini alohida-alohida o'zgartirib, har birining nima boshqarishini tekshirgandek.

Natija hayratlanarli: ayrim kombinatsiyalar yo'q bo'lsa, peroksizomalar ko'chat bosqichida katta bo'ladi, lekin kichraymaydi. Ba'zilari hujayra bo'ylab cho'ziladi – haqiqiy g'ayritabiiy yirtqichlar!

Sirning kaliti topildi

Tarp sog'lom peroksizomalarda kichik pufakchalar – vezikulalar paydo bo'lishini payqadi. Ular yog' parchalanish vaqtida peroksizoma membranasini kesib, o'lchamini nazorat qiladi – xuddi qaychi kabi.

Mutant o'simliklarda esa bu vezikulalar yo'q yoki juda kichik. Aniq bo'ldi: PEX11 vezikulalarni hosil qiladi, ular peroksizomani nazoratda ushlab turadi. Yo'q bo'lsa, hujayra ichida havo shari paydo bo'ladi.

Qiziqarli burilish: xamirturushda ham ishlaydi

Tarp bu mexanizm faqat o'simliklarga xosmi, deb sinab ko'rdi. Xamirturushdagi shu proteinni mutant o'simlikka joylashtirdi.

Ishladi! Xamirturush proteini o'simliknikidek muammoni hal qildi.

Bu katta yutuq. Xamirturush va o'simliklar evolyutsiyada juda uzoq. Bir xil protein bir ishni qilsa, bu mexanizm milliard yillik evolyutsiyada saqlanib qolgan. Demak, juda muhim.

Biz uchun nimasi degani?

PEX11 evolyutsiyada o'zgarmagan qadimiy protein. Inson hujayralarida ham shunday ishlaydi, ehtimol. Bizda ham peroksizomalar bor, ular kasalliklarda ishtirok etadi. Nazoratni tushunsak, yangi dori topish mumkin.

Bundan tashqari, bioinjeneriyada peroksizomalarni boshqarish kuchli qurol bo'ladi.

Kengroq rasm

Bu tadqiqot zamonaviy biologiyaning go'zalligini ko'rsatadi. "Peroksizomalar muhim, lekin nima qiladi?" dan aniq molekulyar mexanizmga o'tdik. O'simliklarni model qilib – chunki ularning hujayralari kattaroq, o'rganish oson.

Arabidopsis o'simligi yordamida inson kasalliklarini tushuntirish va bioinjeneriyani yaxshilash mumkin.

Ba'zan eng kichik proteinlar eng katta sirlarni ochadi.