U nedavnom proboju, tim znanstvenika s UC Riversidea, predvođen Heeseung Choi i Katie Dehesh, otkrio je vitalnu ulogu određene organele u procesu starenja biljaka. Ovo otkriće, objavljeno u prestižnom časopisu Nature Plants, mijenja dosadašnje shvaćanje biljne biologije.

Dok su proučavali reakcije biljnih stanica na različite stresore poput infekcija, prekomjerne soli ili nedostatka svjetlosti, istraživači su slučajno otkrili značajnu funkciju Golgijevog tijela, organele koja se dosad nije povezivala s procesom starenja. Golgijevo tijelo, koje podsjeća na niz membranskih vrećica oblikovanih poput šalice, igra ključnu ulogu u raspoređivanju molekula unutar stanice. 

Katie Dehesh, istaknuta profesorica molekularne biokemije na UCR-u, izrazila je uzbuđenje timom zbog ovog neočekivanog otkrića. "Ovo je trenutak kada mijenjamo udžbenike. Definirali smo potpuno novu ulogu organele koja je do sada bila previdjena u kontekstu starenja biljaka," rekla je Dehesh.

Ovo istraživanje otvara nove horizonte u razumijevanju kako biljke reagiraju na promjenjive uvjete okoliša, posebno u situacijama kada su izložene dugotrajnom mraku. S obzirom na globalne klimatske promjene i povećanu potrebu za razumijevanjem biljne biologije, otkriće UCR tima pruža novi uvid u mehanizme koji su ključni za preživljavanje i prilagodbu biljaka.

Fascinantno otkriće UC Riverside tima koji je istraživao tajne biljnih stanica. "Golgijevo tijelo u stanici funkcionira poput poštanskog ureda. Oni pakiraju i šalju proteine i lipide tamo gdje su potrebni," objašnjava Heeseung Choi, istraživač na Odjelu za botaniku i biljne znanosti UCR-a i prvi autor studije. "Oštećeno Golgijevo tijelo može izazvati konfuziju i probleme u aktivnostima stanice, utječući na to kako stanica funkcionira i ostaje zdrava."

Ako je Golgijevo tijelo poštanski ured, tada je protein COG poštanski radnik. Ovaj protein kontrolira i koordinira kretanje malih vrećica "omotnica" koje transportiraju druge molekule unutar stanice.

Osim toga, COG pomaže Golgijevim tijelima pričvrstiti šećere na druge proteine ili lipide prije nego što se šalju na druga mjesta unutar stanice. Ova modifikacija šećera, poznata kao glikozilacija, ključna je za mnoge biološke procese, uključujući imunološki odgovor.

Da bi saznali više o tome kako COG utječe na biljne stanice, istraživački tim modificirao je neke biljke tako da ne mogu proizvoditi COG. Pod normalnim uvjetima uzgoja, modificirane biljke rasle su sasvim dobro i nisu se razlikovale od nemodificiranih biljaka.

Međutim, lišavanje biljaka svjetla znači da one ne mogu stvarati šećer iz sunčeve svjetlosti za poticanje rasta. Kada su izložene prekomjernoj tami, listovi mutiranih, COG-slobodnih biljaka počeli su žutjeti, borati se i stanjivati - znakovi da biljke umiru.

Ova otkrića dodatno naglašavaju složenost biljnih stanica i vitalnu ulogu koju Golgijevo tijelo i protein COG igraju u održavanju zdravlja biljke. Saznanje da modifikacija proteina i lipida ima tako presudan utjecaj na otpornost biljaka na stresne uvjete okoliša otvara nova vrata u razumijevanju i mogućim primjenama u poljoprivredi i botaničkim istraživanjima. 

Ovo otkriće nije samo značajno za botaničare i znanstvenike u polju biljne biologije, već i za širu javnost koja može cijeniti složenost i ljepotu prirodnih procesa koji se odvijaju svakodnevno u biljkama koje nas okružuju.

Otkrili su da organela poznata kao Golgijevo tijelo, koja se može usporediti s hrpom ispuhanih balona ili slojeva lazanja, igra ključnu ulogu u starenju biljaka. Ova organela, koja se sastoji od niza membranskih vrećica u obliku šalice, zadužena je za razvrstavanje različitih molekula unutar stanice, osiguravajući da stignu na prava mjesta.

Znanstvenici Heeseung Choi i Katie Dehesh, koji rade s biljkama arabidopsis u laboratoriju UCR-a, prvotno su istraživali kako različiti dijelovi biljnih stanica reagiraju na stres uzrokovan različitim uvjetima poput infekcija, prekomjerne soli ili nedostatka svjetla. Otkriće da Golgijevo tijelo i specifičan protein odgovoran za njegovo održavanje igraju ključnu ulogu u preživljavanju biljaka u uvjetima nedostatka svjetlosti bilo je iznenađenje za tim.

Katie Dehesh, koautorica studije i istaknuta profesorica molekularne biokemije na UCR-u, ističe važnost ovog otkrića: "Ovo je za nas veliki korak. Po prvi put smo uspjeli identificirati značajnu funkciju organele koja do sada nije bila povezana s procesom starenja u biljnim stanicama."

Ovo otkriće ne samo da proširuje naše razumijevanje o temeljnim procesima u biljnim stanicama, već i otvara nove mogućnosti za daljnja istraživanja u oblasti botanike. Razumijevanje kako različite organele unutar stanice utječu na vitalnost i otpornost biljaka moglo bi imati značajne implikacije na poljoprivredu, botaničke studije i zaštita okoliša. 

Istraživanje provedeno na UCR-u nije samo korak naprijed u znanstvenom razumijevanju, već i inspiracija za buduće generacije znanstvenika koji teže razumijeti složenost i ljepotu biljnog svijeta.

Izvor: University of California