Bitkiler, hayatta kalmak için ışığı algılama kabiliyetlerine bel bağlıyor. Fakat hayvanların aksine bitkiler, ışığı yakalamayı ve görsel uyaranlardan mesaj iletmeyi sağlayan fotoreseptörle dolu gözler barındırmıyor. Bunun yerine bitkiler, ışığı algılayan ve ışığın farklı dalga boylarını tespit eden bir fotoreseptör (ışık almacı) ağıyla kaplı. Bu ağ, bitkilerin yaşam döngülerini düzenlemesini ve çevresel şartlara uyum göstermesini sağlıyor.
Şimdiyse Van Vandel Enstitüsü (VAI) ile Washington Üniversitesinde çalışan bilim insanları, hayati önem taşıyan bu fotoreseptörlerden birinin (PhyB adıyla bilinen bir protein) moleküler yapısını belirlemiş. Araştırmacılar, daha önce bilinenlerden tamamen farklı bir yapı ortaya çıkarmış. Üç gün önce Nature bülteninde yayımlanan bulgular, tarımda ve “yeşil” biyomühendislik uygulamalarında çeşitli sonuçlar doğurabilir.
Makalenin eş yazarı olan ve VAI’de çalışan Profesör Huilin Li şöyle aktarıyor: “PhyB gibi fotoreseptörler gölgeden kaçınma, tohum çimlenmesi, çiçek verme zamanın belirlenmesi ve ışığı kullanılabilir enerjiye dönüştüren kloroplastların gelişimi gibi yaşamı sürdüren süreçlere etki ederek, bitkilerin etraflarındaki dünyayı algılayıp yanıt vermesine yardımcı oluyor. Bizim belirlediğimiz yeni yapı, PhyB’nin nasıl çalıştığına ışık tutuyor. Tarımda, yenilenebilir enerjide ve hatta hücresel görüntülemede bir sürü uygulama potansiyeline de sahip.”
PhyB’nin şeklinin anlaşılması çok önemli çünkü bu proteinin yapısı, diğer moleküllerle etkileşime girme şeklini doğrudan etkiliyor. Bu etkileşimler ışık koşullarındaki değişimleri ileterek, gen ifadesinde meydana gelen değişimlere yön veriyor ve bu sayede bitkilerin uyum sağlamasına yardımcı oluyor. PhyB üzerinde yapılan önceki çalışmalarda, molekülün tamamının detaylı bir görüntüsü yerine yalnızca sade bir enstantane sunulmuş.
Araştırmacıların on yılı aşkın çalışmasının sonucu olan yeni keşif, PhyB ve PhyB’nin ait olduğu fotoreseptör grubu olan fitokromlara dair bilinenlerde devrim meydana getiriyor. Şimdiye kadar PhyB ile diğer fitokromların, belli bakteriler gibi tek hücreli canlıların kullandıklarına benziyor olabileceği düşünülmüş. Üç gün önce Nature bülteninde yayımlanan sonuçlar bu kuramı ters yüz ederek, PhyB ve fitokromların işlevinin karmaşık detaylarına ilişkin gelecekte yürütülecek çalışmalara zemin hazırlıyor.
Kaynak: Van Andel Araştırma Enstitüsü. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
