النباتات تشكل ذاكرة باستخدام بروتينات مرض جنون البقر

البريونات Prions (هذه البروتينات سيئة السمعة المرتبطة بمرض جنون البقر) قد تكون مسؤولة عن الذاكرة في النباتات.

البروتينات قد تساعد النباتات فى تغيير نشاطها استناداً إلى الأحداث الماضية، وبالتالى مساعدتها على تحديد موعد الإزهار. من المعروف جيداً أن النباتات لديها ذاكرة، على سبيل المثال تزهر بعض النباتات بعد التعرض لفترات طويلة من البرودة، ولكن إذا لم تتوفر الدرجة والفترة المطلوبة من البرودة، يعمل النبات على تأخير الإزهار حتى وجود درجة الحرارة والضوء المناسبين. وهذا يشير إلى أن النباتات "تتذكر" التعرض للبرودة. يمكن حتى أخذ أنسجة من هذه النباتات وزراعتها لإنتاج نبات جديد، وهذه أيضاً سوف تتذكر إحتياجاتها من البرد، وستزهر تبعاً لذلك. وسوف يظل هذا الاحتياج البيولوجي للبرودة بطريقة أو بأخرى في كل من النباتات الأصلية والجديدة. وتقول سوزان ليندكويست من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن "النباتات لديها الكثير من الحالات التي تتواصل ذاتياً، أى أن النباتات لديها ذاكرة بطريقة ما".

البريون هو جزيء بروتيني معدٍ يتألف من بروتينات فقط ولا يحتوي حمضاً نووياً وحسب التكهنات فان وظيفته هي نقل الايونات عبر أغشية الخلايا. وعندما يتغير تركيب البروتين يصبح مضراً ومسبباً للمرض. بروتين البريون يمكن يتضاعف بطريقتين: إما بطريقة الالتفاف الطبيعية أو بطريقة الالتفاف المغلوط. بمجرد أن يتضاعف البروتين بشكل مغلوط يتحول إلى البريون، ويمكن بعد ذلك أن يحفز بروتينات مماثلة أن تغير طريقة التفافها، فتتحول إلى بريونات أيضاً.

فريق ليندكويست يدرك بالفعل أن الخمائر تستخدم البريونات كشكل من أشكال الذاكرة، ويشتبه أيضاً أن النباتات تقوم بذلك. خلافاً لما يحدث في مرض كروتزفيلد جاكوب، المشابه لمرض جنون البقر لكنه يصيب البشر، حيث تتكاثر البريونات في الدماغ البشري وتسبب عواقب وخيمة، والبريونات في الخميرة تكون مفيدة ويمكن أن تساعد الكائن الحي فى استخدام العناصر الغذائية المختلفة، والنمو بأماكن جديدة. الأهم من ذلك استمرار هذه القدرة على مر الأجيال. وتقول ليندكويست "يمكن القول أنها تدوم فقط لمدة 50 جيل، أو أنها يمكن أن تستمر لآلاف الأجيال".

قام الفريق بتطبيق تقنيات مطورة لإيجاد البريونات في الخميرة وذلك على نبات الأرابيدوبسيس Arabidopsis thaliana ، وهو نبات مزهر يتبع العائلة الصليبية. ويتضمن هذا التطبيق استخدام خوارزميات متخصصة للبحث عن مجموعة البروتينات الكاملة فى النبات. ووجد الباحثون أربعة بروتينات تشترك في حدوث الإزهار والتي تشبه تركيب البريون في الخميرة. بعد ذلك، استبدل الباحثون البريونات الموجودة في خلايا الخميرة مع تسلسل البروتين شبيه البريون من نبات الأرابيدوبسيس، وأكدوا أن ثلاثة من أربعة بروتينات نباتية تتصرف في الواقع مثل البريونات.

وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على تركيب بروتينى مشابه للبريون في النباتات. وتقول ليندكويست "نحن لا نعرف ما تقوم به بالتحديد في النبات، لذلك نحن نحاول أن نكون حذرين". وأضافت "هذا هو السبب في أننا نسميها شبيه البريون. نحن نعتقد أن البريونات لها دور مسؤول وهام فى علم الأحياء. وما رأيناه ليس سوى غيض من فيض حتى الآن".

المصدر: إضغط هنا