Bitki Hücrelerinin Kontrolsüz Büyümesini Engelleyen Mekanizma Keşfedildi

Bitki fideleri fotosentez yapmaya başlamadan önce enerji ihtiyaçlarını yağ asitlerinden karşılar ve bu süreçte peroksizom adı verilen hücresel yapılar kritik rol oynar. Araştırmacılar, PEX11 adlı proteinin yalnızca bu yapıların bölünmesine yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda erken gelişim aşamasında boyutlarını da kontrol ettiğini keşfetti. Yapılan genetik değişikliklerde peroksizomların anormal derecede büyüdüğü gözlemlendi.

PEX11 Proteini Peroksizom Boyutunu Düzenliyor

Araştırmada kullanılan Arabidopsis bitkisi, büyük hücreleri ve mikroskopla incelenebilen peroksizomları sayesinde dikkat çekiyor. Tohumdan fideye geçiş aşamasında bu yapılar büyürken, fotosentez başladıktan sonra tekrar normal boyutlarına dönüyor. PEX11 proteininin bu büyüme ve küçülme sürecinde kritik rol oynadığı belirlendi.

CRISPR ile Genetik Analiz

PEX11 proteini beş farklı gen tarafından üretildiği için araştırma süreci karmaşıklaştı. Tek bir genin devre dışı bırakılması önemli bir etki yaratmazken, tüm genlerin kapatılması bitkinin ölümüne neden oldu. Bu sorunu aşmak için bilim insanları gelişmiş CRISPR teknikleri kullanarak gen kombinasyonlarını seçici şekilde devre dışı bıraktı ve proteinin işlevini ortaya koydu.

Dev Peroksizomlar Mekanizmayı Ortaya Çıkardı

Mutant bitkilerde peroksizomlar büyümeye devam ederek hücreyi baştan sona kaplayacak kadar genişledi. Bu hücrelerde ayrıca normalde peroksizom içinde oluşan ve büyümeyi dengeleyen veziküllerin eksik olduğu görüldü. Bu veziküllerin, zar parçalarını uzaklaştırarak peroksizom büyümesini kontrol ettiği düşünülüyor.

Keşif Türler Arası Ortak Mekanizmaya İşaret Ediyor

Araştırmacılar, maya hücrelerinden alınan Pex11 proteinini mutant bitkilere eklediklerinde peroksizomların tekrar normal boyutlarına döndüğünü gözlemledi. Bu durum, mekanizmanın evrimsel olarak korunmuş olabileceğini ve insan hücrelerinde de benzer şekilde çalışabileceğini gösteriyor.

Kaynak: Nature Communications