Phát hiện về một hormone hoạt động như một loại "keo phân tử" có thể giữ một vai trò chủ chốt để cũng cố hệ thống miễn dịch thực vật và hiểu thêm về cách thức mà thực vật đối phó với các loại tress môi trường.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí chuyên ngành Nature, chỉ ra cách thức mà hormone thực vật jasmonate liên kết hai protein lại với nhau - một quan điểm mới về sinh học hormone và hóa học protein. Nghiên cứu cũng xác định cấu trúc tinh thể của thụ quan nhằm cung cấp cái nhìn đầu tiên ở mức phân tử về cách thức mà thực vật tránh né sự tấn công của côn trùng và mầm bệnh.
Một cách ngắn gọn, nghiên cứu giải thích cách thức mà một dạng năng động ở mức cao của hệ thống miễn dịch được khởi phát, Gregg Howe, giáo sư Hóa sinh và Sinh học phân tử, cho biết.
Phát hiện về một hormone hoạt động như một loại "keo phân tử" có thể giữ một vai trò chủ chốt để cũng cố hệ thống miễn dịch thực vật và hiểu thêm về cách thức mà thực vật đối phó với các loại tress môi trường (Ảnh: Michele Hogan)
"Trong nhiều khía cạnh, thụ quan này là mới theo cách nó liên kết với các hormone đích của nó để mở sự biểu hiện gen," Howe cho biết. "Jasmonate dường như hoạt động như một loại "keo phân tử" dán hai protein lại với nhau, điều này khởi sự một chuỗi sự kiện dẫn đến đáp ứng miễn dịch. Việc xác định cấu trúc của thụ quan giải quyết một mảng trống lớn của vấn đề."
Nghiên cứu trước đây được thực hiện bởi Howe và He đã giúp làm sáng tỏ cơ chế hoạt động của jasmonate, hormone thực vật cuối cùng có con đường truyền tín hiệu được giải mã. Khi một cây bị tấn công, tín hiệu jasmonate gây ra sự tương tác giữa một họ protein ức chế JAZ và protein box-F COI1, quá trình này loại trừ các protein JAZ nên cây có thể thiết lập một sự đề kháng.
Việc tái dựng cơ chế phân tử của sự nhận biết jasmonate cho thấy một trung tâm truyền tín hiệu đa thành phần. Thay vì hoạt động như một protein đơn lẻ, tiêu biểu cho hầu hết các thụ quan, thụ quan mới này là một phức hợp đồng thụ quan bao gồm hai protein COI1, JAZ và một thành phần thứ ba mới được phát hiện đó là inositol pentakisphosphate, Howe cho biết.
Hiện tại các nhà nghiên cứu đã hiểu được cấu trúc, họ có thể thiết kế các dẫn xuất hormone mới hay các phân tử nhỏ có thể khởi phát một đáp ứng mong muốn. Các hợp chất như vậy có thể giúp làm tăng năng suất nông nghiệp bằng cách bổ sung vào thực vật khả năng kháng sâu hại và mầm bệnh.
"Thực vật cung cấp một cơ hội phong phú để tìm hiểu các quá trình sinh học cơ bản có liên quan đến sức khỏe con người", Howe nói. "Sự hiểu biết cấu trúc mới về việc nhận biết jasmonate có thể mang lại ứng dụng thực tế cho y học, bao gồm việc thiết kế các loại thuốc có khả năng gắn hai protein lại với nhau."
Hoàng Hà Nam (Nguồn: Sciencedaily).