Znanstvenici su pronašli proteinski most koji u biljkama povezuje dva do sada odvojena signalna sustava i time otvorili pitanje koliko je našeg znanja o biljnoj reprodukciji zapravo prepisano iz istraživanja na životinjama.
Istraživački tim s japanskog Nacionalnog instituta za bazičnu biologiju, uz suradnike s nekoliko sveučilišta i instituta RIKEN, identificirao je protein REAP1, poznat i kao SWAP70, koji djeluje kao molekularni most između dvije različite vrste malih GTPaza. Radi se o proteinima RAB5, koji sudjeluju u prometu membrana unutar stanice, i ROP7, pripadniku biljkama svojstvene obitelji ROP koja upravlja oblikovanjem stanice. Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Plants.
Pokusni organizam bila je biljka Arabidopsis thaliana, jedan od najčešće korištenih modela u biljnoj genetici. Istraživači su otkrili da REAP1 ulazi u interakciju i s biljno specifičnim članom obitelji RAB5 nazvanim ARA6 i s takozvanim kanonskim RAB5 proteinima, koji su sačuvani u gotovo svim eukariotskim stanicama. Protein se smješta na endosome, unutarstanične odjeljke koji služe kao čvorišta za promet membrana, a to smještanje ovisi upravo o njegovoj vezi s RAB5 i određenim membranskim lipidima.
Kad se prekine veza, pelud ne sazrijeva
Ključni dio priče nije sam mehanizam, nego njegova posljedica. Kada su RAB5 i ROP7 istovremeno oslabljeni, peludna zrna nisu uspjela prijeći iz jednostanične u dvostaničnu fazu razvoja. Rezultat je bio znatno veći broj zrna koja nisu normalno sazrijela, poremećaj, dakle, izravno pogađa reprodukciju biljke.
Prekomjerna ekspresija RAB5 potaknula je dovođenje ROP7 na endosome, ali se to nije dogodilo u stanicama bez proteina REAP1. Time je potvrđeno da REAP1 funkcionira kao posrednik bez kojeg se signalni put jednostavno prekida.
Autorica studije Emi Ito ističe kako su mali GTPazi široko sačuvani među eukariotima, ali su biljke tijekom evolucije razvile i vlastite varijante. Ono što istraživače posebno zanima jest da biljke, kao i druge eukariotske stanice, koriste međusobnu komunikaciju različitih malih GTPaza, a ta komunikacija ovdje uključuje sustave koji su se jedinstveno razdvojili upravo u biljkama i sudjeluju u kontroli reprodukcije.
Iz toga proizlazi i šira teza tima: činjenica da su različiti organizmi neovisno razvili takvu vrstu povezivanja sugerira da je spajanje molekularnih prekidača osobito učinkovit način usklađivanja različitih staničnih procesa.
Zašto nas ovo treba zanimati
Kontrola razvoja peludi nije akademsko pitanje. O njoj izravno ovisi urod, a time i prehrambena sigurnost. Ako razumijemo kako biljka koordinira sazrijevanje peludnih zrna, otvara se prostor za oplemenjivanje sorti otpornijih na stres, toplinske udare i poremećaje u oplodnji.
Ovdje valja postaviti pitanje koje istraživački tim nije postavio: koliko je takvih signalnih mostova u biljkama još neotkriveno i koliko ih je prešućeno jer se istraživanja godinama rade po obrascu razvijenom na životinjskim modelima? Biljke imaju vlastiti repertoar molekularnih prekidača i vlastitu evolucijsku logiku. Ako se to priznaje u laboratoriju, zašto se onda u poljoprivrednoj politici i dalje nameću rješenja i tehnologije razvijene za sasvim drugi sustav?
Istraživanje je financirano javnim novcem i objavljeno u recenziranom časopisu, što je minimum koji svaki ozbiljan znanstveni rad mora zadovoljiti. No ostaje pitanje kontrole: tko u Hrvatskoj prati ovakva otkrića i pretvara ih u domaću agronomsku praksu, a tko ih svodi na vijest koja izblijedi u roku od jednog dana?
U svjetlu domaćih rasprava o GMO kulturama i ovisnosti o uvoznom sjemenu, ovo je podsjetnik da se znanje o biljnoj biologiji ne stječe kupnjom gotovih rješenja, nego vlastitim istraživanjem. Most između dva proteina u jednoj biljci nije velika vijest. Ali sustav koji takve vijesti ignorira jest problem.