Галопагосын арал дээрх зэрлэг улаан лооль эртний хамгаалалтын механизмыг сэргээжээ
Галопагосын Фернандина болон Исабела арлуудын түүхий лаав дээр ургадаг зэрлэг улаан лооль нь биологичдын “бараг боломжгүй” гэж үздэг байсан зүйлсийг хийж, сая сая жилийн өмнө төрөл зүйлүүдийн хувьсалын явцад алдагдсан молекулын хамгаалалтыг сэргээжээ.
Энэ үзэгдэл нь ургамлын химийн найрлагад багахан өөрчлөлт орсонтой холбоотой бөгөөд энэ нь ургамлын хувьсалын хамгийн тод жишээ болж байна. Калифорнийн их сургуулийн судлаач Адам Жозвяк болон Вейцманн институтийн хамт олон энэ гайхалтай сэргэлтийг судалжээ.
Зэрлэг улаан лоолийн хувьсал
Эдгээр арлуудын зэрлэг улаан лооль нь амьтан, шавьжнаас хамгаалах гашуун химийн бодисуудыг ялгаруулдаг. Хамгийн залуу арлууд дээр энэ хольц нь ихэвчлэн хаш ургамалд байдаг эртний хорт бодис руу шилжсэн нь орчин үеийн улаан лоольд байдаггүй. Энэ нь лаавын хөрс, өндөр температур зэрэг хатуу ширүүн нөхцөлд илүү сайн ажилладаг болохыг харуулж байна.
Энэ өөрчлөлт нь ургамлын байгалийн хамгаалалтын химийн бодисыг хэрхэн үйлдвэрлэхийг шийддэг нэгэн ферментийн багахан өөрчлөлтөөс үүдэлтэй. Энэхүү ферментийг бага зэрэг өөрчлөх замаар ургамал сая сая жилийн турш алдагдсан хорт бодисын хуучин хувилбар руугаа шилждэг.
Лаав болон элсэн дээрх амьдрал
Галопагосын баруун арлууд нь галт уулын бартаатай газар нутагтай, бараг хөрсгүй хамгийн залуу арлуудын нэг юм. Эдгээр нөхцөлд хүчтэй химийн хамгаалалтыг сэргээх нь улаан лоольд амьд үлдэх илүү сайн боломжийг олгодог бөгөөд хувьсал нь ургамлын генетикийн түүх рүүгээ эргэн орсон мэт санагдаж байна.
Улаан лоолийн хувьсал буцаж эргэх үед
Алдагдсан шинж чанарууд бараг хэзээ ч эргэж ирдэггүй гэж үздэг байсан ч судалгаагаар хувьсал заримдаа өөрийн замыг буцааж явдаг болохыг харуулж байна. Зарим тохиолдолд, сая сая жилийн турш алга болсон бүтэцүүд, жишээлбэл, саламандрын авгалдай үе шат эсвэл тодорхой шавьжны далавч зэрэг нь дахин гарч ирсэн байдаг.
Эдгээр эргэлтүүд нь хувьсал үргэлж нэг чиглэлд явдаг гэсэн хуучин ойлголтыг сорьж, нөхцөл байдал өөрчлөгдөх үед нойрмог генетикийн замууд дахин идэвхжиж болохыг харуулж байна.
Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухаанд сургамж
Хүлэмжийн тамхинд дөрвөн амин хүчил өөрчлөх замаар GAME8 ферментийг өөрчилснөөр ургамал эртний хорт бодисыг дахин нийлэгжүүлж, бүхэл бүтэн метаболик салбарыг өөрчлөхөд хангалттай бага засвар хийх боломжтойг харуулсан. Судлаачид одоо стереохими дээр анхаарлаа хандуулж, бусад ургамлын хортон шавьжийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулах боломжтой эсэхийг судалж байна.
Энэхүү судалгаа нь хувьсалын чиглэл уян хатан байж болохыг харуулж байгаа бөгөөд цаг уурын өөрчлөлтөд дасан зохицохын тулд ургамлууд хуучин шийдлүүдийг дахин ашиглаж магадгүй юм.
Дөрвөн амин хүчил хэрхэн түүхийг өөрчилсөн бэ?
Ихэнх ферментүүд маш нарийн байдаг бөгөөд багахан өөрчлөлт нь тэднийг эвдэж болзошгүй. Гэсэн хэдий ч энэ тохиолдолд GAME8 фермент гайхалтай уян хатан байжээ. Судлаачид ферментийн идэвхтэй хэсэгт дөрвөн амин хүчил солих замаар ургамлын химийн хамгаалалтын эртний хувилбарыг дахин үйлдвэрлэх боломжийг олгосон байна.
Энэхүү судалгаа нь байгалийн нөхцөлд хатуу сонгон шалгаруулалтын дарамт дор ургамлын дотоод химийн найрлагыг нарийн хянах боломжтойг харуулж байна. Судлаачид молекулын загварчлал ашиглан аль амин хүчил өөрчлөлт оруулсныг таамаглаж, лабораторийн туршилтаар баталжээ.
Улаан лоолиос гадуурх нөлөө
Улаан лооль нь Solanaceae овогт багтдаг бөгөөд энэ нь чинжүү, төмс, тамхи зэрэг ургамлуудыг агуулдаг. Эдгээр нь бүгд ижил төстэй алкалоидыг үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ судалгаа нь тэдгээрт мөн нуугдмал химийн замууд байж болохыг харуулж байна. GAME8-ийн хувьсал хэрхэн явагдсаныг ойлгосноор судлаачид ижил төстэй ургамлын алкалоидын профайлыг өөрчлөх боломжтой болж, эмчилгээний болон хөдөө аж ахуйн хэрэглээнд илүү нарийвчлалтай ашиглах боломжтой болно.
Энэхүү судалгаа нь “алдагдсан” шинж чанарууд үнэхээр алга болсон эсвэл зөв өдөөлтөөр дахин гарч ирэх боломжтой эсэх талаар шинэ асуултуудыг тавьж байна. Судалгааны үр дүнг Nature Communications сэтгүүлд нийтэлжээ.
Эх сурвалж: www.earth.com
