سلول های بنیادی گیاهی به سطوح کمی از اکسیژن نیاز دارند

گیاهان به عنوان ریه های سبز سیاره ما عمل می کنند. حقیقتاً این طور است، و این به علت ظرفیت یک درخت منفرد بزرگ است که هر سال، از طریق یک سری واکنش های پر از نور خورشید در فتوسنتز، بیش از 120 کیلوگرم اکسیژن را به جو زمین رها می کند. با این حال در حوادث سیل، بافت گیاهی ممکن است کمبود اکسیژن شدیدی را تجربه کند، وضعیت استرسزایی که هر سال منجر به ضرر قابل توجهی در محصولات کشاورزی مهم مانند برنج، گندم و جو می شود.

محققانی از گروه زیست شناسی دانشگاه کپنهاگ، دانشگاه پیزا در ایتالیا و دانشگاه آچن RWTH و دانشگاه هایدلبرگ هر دو در آلمان در حال حاضر کشف کرده اند که غلظت های کم اکسیژن (هیپوکسی) شرایط مهمی را برای رشد گیاه فراهم می کند.

پروفسور Ole Pedersen، از دانشگاه کپنهاگ می گوید: "در حالی که مجهز به نسلی جدید از پروب های میکروسکوپی اکسیژن بودیم قادر به اندازه گیری غلظت اکسیژن یک توده بافتی حدود سی سلول، که به آن به عنوان مری اِستم رأسی جوانه اشاره می شود، شدیم." "ما دریافتیم که در این منطقه یک موقعیت ویژه کم اکسیژن، سلول های بنیادی را که مسئول تولید برگ و گل های تازه هستند پوشش می دهد. در اینجا، سطوح پایین اکسیژن، نرخی را کنترل می کنند که در آن برگ های جدید با ارتقاء پایداری یک پروتئین، به نام ZPR2، که مسئول تکثیر و تمایز سلولی است، تولید می شوند."

از این رو، بسیاری از بافت های گیاهی به شدت در حضور هیپوکسی ناشی از رویداد سیل، رنج می برند، اما این مطالعه جدید به وضوح نشان می دهد که هیپوکسی پیش نیازی برای نگهداری سلول های بنیادی است.این کشف به دنبال آنهایی است که در سال های اخیر در مورد کنترل متابولیسم گیاهان در آنااروبیوسیس به عمل آمده است، وهمچنین در مجله های نیچر و نیچر کامیونیکیشنز منتشر شده است و نشان دهنده یک گام به جلو در جهت درک این است که چگونه تولید اندام های جدید به پارامترهای محیطی ای وصل است که بر رشد و باروری گیاه تأثیر می گذارند.

نیاز به سطوح پایین اکسیژن برای حفظ سلول های بنیادی منحصر به گیاهان نیست. همچنین انواع متعددی از سلول های بنیادی حیوانات، از جمله انسان، دارای ویژگی های مشابه هستند. این امر قابل توجه است زیرا گیاهان و حیوانات تنها در زمینه تکاملی بسیار متمایز شده اند، در حالی که هر دو نشان دهنده بالاترین سطح پیچیدگی بر حسب ساختارهای چند سلولی در بافت هایشان هستند. ظاهرا استقرار و نگهداری اکسیژنِ پایین پبش نیازی برای فعالیت «کارخانه های» سلول های جدید است و بنابراین به طور مستقل در هر دو گیاهان و حیوانات گسترش یافته است.

کاربردهای این کشف، دو برابر است. پرورش دهندگان در حال حاضر یک هدف جدید برای انتخاب تنوع های محصول جدید دارند، که سازگاری بهتری برای حفظ باروری در محیط های زیر بهینه که بر تنفس تأثیر می گذارند، مثل دمای بالا یا سیلاب سریع، دارند. علاوه بر این، محققان هم اکنون سلول های بنیادی گیاهان و حیوانات را برای کشف اسرار بقای سلول های بنیادی و توسعه اندام ها، مقایسه خواهند کرد.