كشفت دراسة جديدة أجراها فريق دولي يضم علماء من جامعة ماريلاند الأميركية أن بروتيناً يسمى «OSCA1.3» هو الذي يشكل قناة تسرّب الكالسيوم إلى الخلايا المحيطة بمسام النبات، وتوصلوا إلى أن بروتيناً معروفاً آخر في الجهاز المناعي يحفز هذه العملية.
تعتبر النتائج خطوة رئيسية نحو فهم آليات الدفاع التي تستخدمها النباتات لمقاومة العدوى، والتي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى محاصيل أكثر صحة وأكثر مقاومة وإنتاجية. ونشر الباحثون نتائجهم في ورقة بحثية في دورية نيتشر العلمية.
جزءاً كبيراً من غذاء العالم الناتج عن الزراعة يُفقد لمسببات الأمراض؛ ويسمح العثور على الآلية المرتبطة بقناة الكالسيوم بإجراء مزيد من البحث في تنظيمها، مما يحسن فهمنا للطريقة التي تحفز بها نشاط القناة، وبالتالي نتمكن من تعزيز رد الفعل المناعي للنباتات تجاه مسببات الأمراض.
تحاط مسام النبات محاطة بخلايا، وهي التي تستجيب لإشارات الكالسيوم، وبدورها تخبر الخلايا بالتمدد أو الانقباض وتطلق إشارات مناعية فطرية، وتبدأ الاستجابة الدفاعية للنبات. ونظراً لأن الكالسيوم لا يمكن أن يمر مباشرة عبر أغشية تلك الخلايا، فقد عرف العلماء أن قناة الكالسيوم يجب أن تعمل. لكنهم لم يعرفوا أي البروتين يعمل كقناة للكالسيوم.
تمكن الباحثون من تحديد البروتين المسؤول عن قناة الكالسيوم عن طريق تعديل في البروتينات التي يمكن تعديلها بواسطة بروتين آخر يسمى «BIK1»، وهو البروتين الذي حددتها الدراسات الجينية والمقايسات الحيوية كعنصر ضروري لاستجابة الكالسيوم المناعي في النباتات. وفي التجربة عند تعرض بروتينات النباتات إلى «BIK1» تحول بروتين واحد يسمى «OSCA1.3» بطريقة محددة للغاية تشير إلى أنه يمكن أن يكون قناة كالسيوم للنباتات.
لتحديد ما إذا كان «OSCA1.3» هو في الواقع قناة الكالسيوم التي كانوا يبحثون عنها، أجرى الباحثون تجارب كشفت أن «BIK1» يطلق «OSCA1.3» لفتح قناة كالسيوم في الخلية. ووجد الباحثون أنه لا يتم تنشيط «BIK1» إلا عندما يصاب النبات بمسببات الأمراض، مما يشير إلى أن «OSCA1.3» يفتح قناة الكالسيوم لإغلاق الثغور كاستجابة دفاعية للجهاز المناعي لمسببات الأمراض.
يذكر أن «OSCA1.3» هو عضو في عائلة واسعة الانتشار من البروتينات المعروفة بوجودها كقنوات أيونية في العديد من الكائنات الحية، بما في ذلك البشر، ويبدو أنها تنشط على وجه التحديد عند اكتشاف مسببات الأمراض.
