Merve TELTIK
Giriş
Almanya Freiburg ve Götingen Üniversiteleri’nin bitki biyologlarından oluşan bir ekip, yosunların da, önceden sadece çiçekli bitkilerde olduğu bilinen bir soğuğa karşı korunma mekanizmasına sahip olduğunu ilk kez gösterdi.
Freiburg Üniversitesi Bütünleştirici Biyolojik Sinyalleşme Çalışmaları Mükemmeliyet Merkezi (BBSÇM) profesörü Ralf Reski ve Götingen Üniversitesi Moleküler Biyobilim Merkezi profesörü Ivo Feussner, soğuktan korunma mekanizmasının ayrıca yosun ve çiçekli bitkilerin uzaktan ilişkili genlere dayanan benzer mekanizmayı kullanan evrimsel bağımsız kökenleri olduğunu da gösterdi. Dahası, soğuk ile birlikte organlarını patojenlere karşı da koruyorlar. Yosunların Physcomitrella ve bitkilerin Arabidopsis türü model organizma olarak kullanılıyor. Ekip, çalışmalarını Nature Plant dergisinde yayınladı.
Açıklama
Bitkilerin sudan ayrılıp karada kolonize olması 500 yıldan fazla süre öncesine dayanır. Yosunlar ve çiçekli bitkiler evrimsel süreçte ortak atasal bitkiden türemiş olmalarına rağmen her biri karada düşük sıcaklıktan korunmak için farklı korunma yolları bulmak zorundaydı. Örneğin tüm bitkiler için hücre zarı akışkanlığını korumak büyük önem arz etmektedir. Sadece yeterince akışkan zar bitki hücresini koruyucu zarf olarak çevreleyen bariyer boyunca madde alışverişini mümkün kılar. Sıcaklık düştüğünde zar katılaşır ve hücre işlevini bozarak daha az geçirgen olur. Bitkiler hücre zarları yağ asitlerini içeren lipitlerden oluştuğunda buna karşı koyabiliyorlar. Bu lipitler daha çok doymamış yağ asitlerinden oluştukları için zar daha düşük sıcaklıkta katılaşır.
Sonuç
Freiburg and Götingen araştırma grubu, yosunların akışkanlığını düzenlemede önemli rol oynayan yeni bir protein tanımladılar. Bu protein, sfingolipidler olarak bilinen bir grup zar lipit ve yağ asitlerinin doygunluk derecesini etkiliyor. Araştırmacılar, bu proteinin oluşumundan sorumlu genleri sildiğinde bitkilerin soğuğa karşı daha hassas olduğunu buldular. Aynı zamanda, oomisetlere karşı da daha savunmasızlar.
Reski, “Sfingolipitler insan, hayvan ve bitkilerde hücre tanıma ve sinyal iletiminde önemli yapı taşlarıdır. Biz, yosunlarda sfingolipitlerin önceden bilinmeyen düzenleyicilerini keşfettik ve çiçekli bitkilerde de işlevlerinin olduğunu gösterdik. Bu bulgular sentetik biyolojide tamamen yeni ihtimallerin kapılarını açıyor” dedi.
Feussner ise “Çalışmamız, yosunların ve çiçekli bitkilerin soğuk koşullarda zar akışkanlığını evrim süresince farklı yollar takip ederek benzer şekilde düzenlediğini gösterdi. Bu, moleküler düzeyde, bitki evriminin yakınlaştığının çok heyecan verici bir örneğidir” diyerek ekledi.
Yosunların bu özel geni nasıl kazandığı bilinmiyor. Ancak araştırma grubu, bu geni mantarların, koanoflagellatların, diatomların ve şimdiye kadar üzerinde çok az çalışılmış olan tek hücreli küçük alg grubunun genom verilerinde de buldu.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-01-biologists-mosses-mechanism-cold.html
Görsel Kaynak: https://theconversation.com/whats-behind-japans-moss-obsession-50500
Düzenleyen: Sibel Öncel