Forskere kan ha oppdaget en ny form for plantekommunikasjon

Hvis du noen gang har bodd i et hus med hage eller jobbet i en plantasje, vet du hvor komplisert det er å takle parasittiske planteangrep, som alltid kommer tilbake for mer arbeid. Imidlertid kan amerikanske forskere ha gjort en oppdagelse som vil gi mennesker en fordel i hver dags "planteslag".

I følge en ny studie publisert av tidsskriftet Science, er en parasittplante kalt cuscuta i stand til ikke bare å "suge" det genetiske materialet fra vertsplanten, men også injisere koden til sine egne gener i den. Inntrengeren ville sende deler av sitt RNA til den andre planten - den mellomliggende formen for genetisk informasjon som overbryter gapet mellom DNA og proteinsyntese.

I følge forskerne kan dette bare være en måte disse organismene utveksler energi på. Imidlertid presenterer de også en langt mer interessant mulighet: at dette kan være en hittil ukjent form for kommunikasjon mellom planter.

En ny verden av muligheter

”Den typiske måten planter kommuniserer på er gjennom kjemiske elementer som frigjøres gjennom bladene og røttene deres. Så å finne at det er en RNA-utveksling er et nytt konsept som aldri har blitt utforsket, sier James Westwood, medforfatter av studie- og plantefysiologen ved Virginia Tech.

“Dette er imponerende av flere grunner. Den første er at vi vanligvis tror at en parasitt ville fungere som sådan. Vi vil ikke vurdere å se genetisk bevegelse inn i verten, men bare den inntrenger som suger næringsstoffer, ”påpeker han. Foruten nyheten med denne oppdagelsen, uttaler lærde at den har potensielle bruksområder for jordbruk. Forskere kunne bruke RNA-utveksling for å gi invaderte planter forsvarsmekanismer.

I forskningen sekvenserte Westwood-teamet vevsprøver fra verts tomat- og couscousplanter, som invaderer forskjellige plantearter ved å kveile seg rundt dem og trenge gjennom deres vaskulære system. Genomet deres har allerede blitt fullstendig sekvensert, så forskerne klarte å kjøpe RNA inneholdt i prøver med tilsvarende DNA-sekvenser i genomet.

"Vi løste alt gjennom en prosess med eliminering og separasjon av sekvenser som ikke var vesentlig forskjellig fra de i det komplette genomet, " sier Westwood. Ved å bruke denne teknikken bestemte forskerne at tusenvis av RNA-serier sannsynligvis vil bli utvekslet mellom vert og parasitt under invasjonsprosessen.

Vegetarisk spionasje

Fordi delte materialer faktisk er informasjonsmolekyler, er det mulig at parasitten bruker sin egen RNA for å spionere og hacke hele vertsplantsystemet. Informasjonen som sendes, kunne blant annet myke opp inntrengerens cellevegger, og gjøre det lettere å etablere flere forbindelser.

"Det vi kunne gjøre er å lage en vertsplantasje som produserer korte RNA-sekvenser som virker spesifikt mot parasitten. Vi ville hjelpe planter med å bygge sine egne forsvarssystemer, ”forklarer han. Bønder bruker nå ugressmidler for å forhindre at couscous angriper tomat-, alfalfa- og tyttebærgrønnsaker, blant andre - ved å bruke den genetiske tilnærmingen vil eliminere behovet for denne typen kjemiske elementer.

I følge biolog Neelima Sinha, som ikke deltok i studien, har det vært forsøkt å lage lignende genetiske våpen tidligere med individuelle gener. Imidlertid sier hun, "den nye rapporten antyder at med den store bevegelsen av RNA, kan forskjellige parasittprosesser bli påvirket av kontrollstrategier."

På leting etter bevis

Dessverre har forskere ennå ikke bevist at utvekslet RNA ble brukt som informasjon, så det er mulig at teorien ikke er mer. Fortsatt fører den iboende naturen til RNA Westwood til å tro at planter sannsynligvis vil produsere proteiner basert på hverandres genetiske informasjon.

I alle fall vil Westwood og teamet hans fortsatt måtte demonstrere at det utvekslede RNA faktisk blir kodet av mottakerplanter før noen selv kan vurdere avlsplanter med "innebygde" forsvarssystemer. Forskeren sier at oppgaven ikke vil være lett, da forskere vil måtte skille proteiner laget av inntrengeren ved å bruke sin egen kode fra de de kan lage med vertsinformasjon.

"Å finne ut om et protein ble laget av RNA som beveget seg, eller om det rett og slett var klart fra det invaderte anlegget, er absolutt langt mer utfordrende [enn hva teamet har gjort hittil], " sier Westwood. En prosess forskere vil prøve er å fange kodebiter mens de fortsatt brukes til å lage proteiner.

Så, klar for en fremtidig generasjon superplanter? Legg igjen din mening i kommentarene.