Japanski znanstvenici otkrili kako biljni hormon upravlja rastom korijena

Japanski znanstvenici uspjeli su u laboratoriju upaliti biljni hormon giberelin u točno određenim stanicama korijena i time dokazati da rast korijena ovisi o usklađenom djelovanju najmanje dva tkiva, a ne jednoga.

Tim predvođen profesorom Masayoshijem Nakamuraom sa Sveučilišta Saitama i doktorandom Yuiçhirom Yagamijem s Nagoya University, u suradnji s istraživačima iz RIKEN-a i sa sveučilišta HHU u Düsseldorfu, razvio je sintetički sustav koji spaja umjetni giberelin (sGA), koji prirodni receptori biljke ne prepoznaju, s modificiranim receptorom mGID1 koji reagira isključivo na njega.

Kad su mGID1 ugradili u pojedine slojeve stanica korijena arabidopsisa i dodali sGA, signalizacija se aktivirala samo u tim stanicama. Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Plants.

Dva tkiva, jedan rezultat

Pokazalo se da rast korijena traži suradnju endodermisa i epidermisa. Aktivacija u bilo kojem od tih dvaju slojeva potaknula je izduživanje korijena, dok aktivacija u kori nije bila dovoljna. Kad su znanstvenici uključili signalizaciju u oba sloja istodobno, korijen je rastao jače nego pri pojedinačnoj aktivaciji.

No pravo iznenađenje donijela je raspodjela enzima koji sintetiziraju giberelin. Mjesta na kojima se proizvodnja hormona mogla dokazati nisu se poklapala s tkivima u kojima je signalizacija poticala rast. Enzim je pronađen u kori, a epiderma je poticala izduživanje iako u njoj nije bilo vidljive biosinteze.

Zaključak je jasan: bioaktivni giberelin putuje između stanica, od mjesta gdje nastaje do mjesta gdje djeluje. Biljka ne troši energiju na proizvodnju hormona u svakoj stanici koja ga treba, nego ga šalje kroz tkivo.

Što ovo znači za poljoprivredu

Sustav sGA-mGID1 daje istraživačima alat kakav dosad nisu imali. Uobičajeni tretman hormonom aktivira signalizaciju po cijeloj biljci, pa je nemoguće razlučiti gdje je hormon nužan, a gdje samo prolazi. Novi pristup omogućuje i prostornu i vremensku kontrolu: znanstvenik odlučuje u kojem tkivu i u kojem trenutku signalizacija počinje.

Autori ističu da bi takav pristup jednog dana mogao poslužiti za ciljano upravljanje rastom usjeva, primjerice korijenjem koje bolje iskorištava vodu i hranjiva u tlu. To je područje koje bi poljoprivredi moglo biti zanimljivo, ali tek ako se znanje razvije kod kuće, na domaćim sortama i u domaćim uvjetima, a ne uveze kao gotov paket.

Ovdje valja postaviti pitanje koje istraživači nisu: ako hormon putuje kroz tkivo i djeluje daleko od mjesta nastanka, koliko su pouzdani dosadašnji testovi koji su giberelin mjerili samo tamo gdje nastaje? Velik dio literature o biljnim hormonima mogao bi počivati na pogrešnoj pretpostavci o tome gdje se odvija stvarna igra.

Alat je vrijedan, primjena nije neutralna

Slični sintetički sustavi već su korišteni za istraživanje auksina i citokinina, ali rijetko s ovako preciznom kontrolom. Japanski tim time potvrđuje da vrhunska biljna biologija ostaje u Aziji i Europi, dok se istovremeno otvara prostor za raspravu o tome kome će ta saznanja na kraju služiti.

Genetski modificirani usjevi s ciljanim hormonskim sustavima nisu isto što i konvencionalno oplemenjivanje. Dok se god budu razvijali bez javnog nadzora i bez domaće procjene rizika, ostat će na terenu na kojem, prema našem uređivačkom stavu, ne bi smjeli popuštati. Znanstveni napredak pozdravljamo. Njegovu primjenu u hrani koju jedemo, ne.

Genetski modificirani usjevi nemaju što raditi na našim poljima i našim tanjurima.