Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Ghent đã phát hiện ra cách thức đóng - mở của cơ chế bảo vệ ở thực vật. Hệ thống này được điều khiển bởi một protein, được đặt tên là "NINJA". Phát hiện này đưa ra những khả năng làm gia tăng quá trình tổng hợp các chất có tác dụng trị bệnh từ thực vật. Nghiên cứu này cũng đã được công bố trên tạp chí Nature.
Thực vật phản ứng lại với sự tấn công của động vật hay các tác nhân gây bệnh khác bằng cách hoạt hóa các chương trình bảo vệ của cơ thể để ức chế hoặc giết chết kẻ thù. Những phản ứng tự vệ thường tiêu tốn một lượng lớn năng lượng và các chất dự trữ rất cần cho quá trình sinh trưởng và phát triển. Vì vậy, việc điều khiển hoạt động của các gen tự vệ đóng vai trò rất quan trọng. Các hormone, chẳng hạn như nhóm jasmonate đóng vai trò quyết định trong quá trình trên. Cơ thể thực vật sản xuất ra các hormone này trong những điều kiện stress.
Sự có mặt của nhóm hormone jasmonate tạo ra một chuỗi phản ứng phức tạp mà khởi đầu bằng sự giảm sút của các protein JAZ. Sau đó giải phóng protein MYC2, đây là tín hiệu cho việc khởi động chương trình bảo vệ mang tính di truyền và làm ngưng quá trình sinh trưởng của cơ thể. Cơ chế bảo vệ bị "đóng" bởi sự xuất hiện của JAZ. Cho đến nay, người ta vẫn chưa có giải thích nào về việc protein này có thể ức chế hoạt động của MYC2.
Bộ ba NINJA, JAZ và TPL
Kết quả nghiên cứu của Pauwels và Geerinck thuộc nhóm Alain Goossens (Đại học Ghent) đã làm rõ được vấn đề này. Một protein mới được phát hiện, NINJA (Novel Interator of JAZ) đã tạo nên liên kết với protein JAZ và TPL. Khi các protein này xuất hiện như một bộ ba thì chúng sẽ gắn kết với MYC2 và các protein còn lại không hoạt động nữa. Vào thời điểm không có mặt của JAZ, cũng như trong điều kiện stress và sự sản xuất jasmonate ngay sau đó, MYC2 trở nên hoạt động mạnh và hình thành phản ứng tự vệ của cơ thể. Các nhà nghiên cứu cùng với các đồng nghiệp ở Đại học Madrid đã sử dụng kỹ thuật nghiên cứu proteome được phát triển bởi De Jaeger (Đại học Ghent) và Witters (Đại học Antwerp). Những kỹ thuật này có thể xác định được thành phần cấu tạo và sự hình thành phức hợp protein trong cơ thể thực vật.
Mối liên hệ giữa sự sinh trưởng và stress
Trước đây, protein TPL được biết là yếu tố ngăn cản sự biểu hiện của các gen được điều khiển bởi các chất kích thích sinh trưởng nhóm auxin. Ngày nay, các nhà nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng TPL có thể ngăn cản hoạt động của một số gen khác nữa. Nói tóm lại, chúng không chỉ ảnh hưởng đến quá trình điều hòa sinh trưởng của cơ thể mà còn tác động đến các quá trình được điều khiển bởi các hormone thông qua sự tương tác với các protein như NINJA.
Phát hiện mới này chỉ ra con đường tín hiệu liên quan đến stress và quá trình sinh trưởng sử dụng cùng một cơ chế phân tử trong điều hòa sự biểu hiện của gen trên cơ thể thực vật, đồng thời góp phần bổ sung những điều chưa biết về con đường điều hòa sự biểu hiện gen của các hormone thực vật như jasmonate.
Ứng dụng vào dược phẩm
Khi cơ chế bảo vệ trên cơ thể thực vật được mở, chúng bắt đầu quá trình hình thành các hợp chất thứ cấp, là nhóm chất có nhiều tác dụng trong điều trị bệnh. Ngày nay, cơ chế điều hòa các hợp chất thứ cấp đã được tìm hiểu rõ và các nhà khoa học có thể tìm ra những con đường thúc đẩy sự hình thành những sản phẩm của chúng.
Hoàng Hà Nam (Theo ScienceDaily).