ملخصات الأبحاث

مستشعِر حيوي لوضع تمثيل بصري مباشر لتوزيع هرمون الأوكسين 

.O. Herud-Sikimić et al

  • Published online:

يُعَد إندول- 3-حمض الخليك (المعروف باسم هرمون الأوكسين) من أهم الجزيئات الصغيرة المنظِّمة لحياة النباتات، إذ تلعب حركة إعادة توزيعه الديناميكية دورًا محوريًّا في جميع جوانب حياة النبات تقريبًا، بدايةً من شكل خلايا النبات وانقسامها، وصولاً إلى تكوّن أعضائه، واستجابته للضوء وللجاذبية، بيد أنه لم يتسن للعلماء حتى الآن الوقوف على نمط التوزيع الزماني والمكاني لهرمون الأوكسين باستبانة خلوية، بل كان يُستدل على هذا النمط من وضع تصوُّر للعمليات التي تنطوي على آليات استجابة داخلية لهرمون الأوكسين، وهي عمليات لا يمكن عكس مسارها، غير أنَّه لا يمكن لنظام كهذا أن يكشف التغييرات العابرة في هذا التوزيع.

وفي هذا البحث المنشور، يفيد العلماء باكتشاف مستشعر بيولوجي مُرمَّز جينيًّا يخدم في وضع تمثيل بصري كمَّي لتوزيع هرمون الأوكسين داخل الجسم الحي. ويعتمد هذا المستشعر على العامل الكابح للتربتوفان في بكتيريا الإشريكية القولونية Escherichia coli، الذي جرت هندسة بؤرة الارتباط الخاصة به وراثيًّا، بحيث تقترن بهرمون الأوكسين تحديدًا. كما من شأن حدوث اقتران بين جزء الارتباط بهرمون الأوكسين وبروتينات فلورية متألقة معينة أن يسمح باستخدام إشارة انتقال طاقة الرنين الفلورية كوسيلة لمعرفة قراءات هذا المستشعر. وعلى عكس النُّظم السابقة، يسمح هذا المستشعر بالمراقبة المباشرة لعملية الامتصاص السريع لهرمون الأوكسين، والتخلص منه في خلايا مفردة وداخل حجيرات الخلايا في النباتات الحية.

ومن خلال الاستجابة للتوزيع المكاني المتدرج على طول محور جذور النباتات، واضطراب هذا التوزيع الناتج عن مثبطات انتقال الهرمون - فضلًا عن الاستجابة لعملية إعادة التوزيع السريعة، القابلة للتغير، لهذا الهرمون داخلي المنشأ، كردّ فعل للتغيّرات في متجهات الجاذبية - يسمح هذا المستشعر بمتابعة تركيزات هرمون الأوكسين آنيًّا على مستوى الاستبانة دون الخلوية، ويرصد التغييرات الزمانية والمكانية التي تطرأ على هذه التركيزات على مدار عمر النبات.