Bitkiler, RNA Kullanarak Komşuları ile Konuşuyor!
Bu haber 3 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Bitkiler, hem birbirleri hem de başka organizmalarla iletişim kurmak için birçok yöntem kullanır. Örneğin uçucu bileşikler, çiçek açımını bildirip polen taşıyıcılarını çekebilir; kökmantar ağları ise uyarıları iletip, kaynakları bitkiden bitkiye aktarabilir. Bitkilerin iletişim amacıyla kullandığı moleküllerden biri olan küçük RNA'ların önemi, yeni elde edilen bulgular tarafından desteklenmekte: Nature Plants'te yayımlanan bir makaleye göre Arabidopsis thaliana bitkisinin sıvı yetişme ortamına salgıladığı küçük, tek zincirli mikroRNA'lar (miRNA), yakındaki canlılar tarafından toplanabilmekte.[1] Toplanan RNA'ların da mesajcı RNA'lara bağlanarak gen ifade kalıplarını değiştirmesi, belirli genlerin proteine dönüşümünü engelleyebiliyor (RNA interferaz).
Riverside'daki Kaliforniya Üniversitesi'nden bitki moleküler genetikçisi (çalışmaya dahil olmayan) Hailing Jin, bitkilerin "başka bitkilerin köklerinden salgıladıkları" da dahil, ortamlarından mikroRNA toplayabilmesinin heyecan verici olduğunu belirtiyor.
Küçük RNA'ların farklı organizmalar arasında gidip gelebildiği bilgisi hiç de yeni sayılmaz. Bir bireyde stres yanıtında ya da gelişim süreci içerisinde söz konusu RNA'lar, kişinin gen ifadelerini düzenlemenin yanı sıra son yıllarda patojenlere karşı savunmada bile kullanılmaya başlandı. Örneğin patojenik Botrytis cinerea mantarının bulaştığı Arabidopsis hücreleri, hücre dışı keseciklerde bulunan küçük RNA'lar salgılayarak, saldırganın ölümcül etkisini azaltabiliyor.[2] Bitkiler, bunun yanı sıra etrafa yayılmış olan ve patojen genlerini hedefleyen RNA'ları toplayabiliyor.[3] Yeni bulgular, bazı bitkilerin çevreye salgıladığı RNA'ların başka bitkiler tarafından alınabildiğinin ilk kanıtı oldu.
Beklenmedik Bir Keşif!
İtalya'nın Pisa kentinde bulunan Sant'Anna İleri Araştırmalar Okulu'nda bitki fizyoloğu olan araştırmanın ortak yazarı Pierdomenico Perata, sonuçların beklenenden farklı olduğunu belirtti. Perata'nın ekibi, RNA'ların hücre dışındaki "yüksek derecede dengesiz" doğasından dolayı bitki dışına salgılanan miRNA'ların da yetişme ortamı gibi steril olmayan bir ortama uyum sağlayamamasını bekliyordu.
Perata, ekibinin aslında farklı bir konu üzerine çalıştığını ve bu keşfin kısıtlı oksijende RNA interferazın rolünün araştırılması sırasında kazara yapıldığını belirtiyor. Bu buluşa yol açan, büyük sayılarda ve spesifik bir miRNA üretimi yapmaya programlı Arabidopsis bitkisini hidroponik olarak üretmeleri de bu sebeptendi. Tek istenilen şeyin tohum üretimi olması da araştırmacıların farklı bitkileri ayrı kaplara koymamasına yol açtı. Fakat sonradan mutant bitkilerle aynı hidroponik solüsyonu paylaşan yabani bitkilerin beklenenden farklı fenotipler gösterdiğini fark ettiler. Mesela gelişimsel genleri hedefleyen miRNA'ları aşırı üreten mutantlarla bulunan yabani bitkilerin çiçek aşma zamanlarında değişimler gözlendi. Perata'nın belirttiğine göre bu gözlem, kendisi ve iş arkadaşlarının şunu merak etmesine yol açtı: Acaba miRNA'lar sıvı yetişme ortamına salınıp yabani bitkilerin fenotiplerini etkileyebiliyor mu?
Araştırmacılar, hidroponik solüsyonu hemen analiz ettiler ve gerçekten de solüsyon içerisinde miRNA ile karşılaştılar! Hatta solüsyonda yetişen bitkiler yabani de olsa, aşırı miRNA üretmek için oynanmış da olsa, miRNA'nın her şekilde (farklı oranlarda olsa bile) ortamda bulunduğunu gördüler. Dahası; farklı soylar aynı solüsyonda yetiştirilince, mutantların ürettiği sayıca artırılmış miRNA moleküllerinin hedeflediği genler, yabani bitkilerde daha az ifade edildi. Mutantlardan alınan ya da kimyasal olarak sentezlenen eş miRNA'lar da bu şekilde gen ifadesini azaltabildi.
Bitkiler Neden ve Nasıl Birbirini Etkiliyor?
Peki bir bitki neden başka bir bitkinin gen ifadesini etkilemek isteyebilir ki? Perata'nın önerdiği bir olasılığa göre "RNA değiş tokuşu ile bilgi paylaşımı, stres altındaki bitkilerin henüz stresten etkilenmemiş olan yakındaki bitkileri uyarmasına olanak verebilir". Diğer bir olasılığın ise rekabet olduğunu yazan Perata, bu duruma şöyle bir örnek veriyor: miRNA salgılayan bir bitkinin yakınındaki bir bitkinin fizyolojik işlevlerini engelleyerek, kaynak tüketiminde rekabetçi bir avantaja sahip olabilir.
Bu olgunun henüz açıklanamayan bir gizemi var: Bitkiler bu minik molekülleri çevrelerinden nasıl alabiliyor? Bitki ve patojenler arası RNA değişimini inceleyen başka bir çalışmaya göre, "teslimat araçlarına" benzetilebilen bir vesikül (kesecik) türü olan eksosomlar bu süreçte görevli olabilir. Lakin araştırmacılar, hücreden çıkarılmış ve tahminen çıplak olan miRNA'ların ya da sentetik RNA'ların uygulanmasının da gen ifadesine etki ettiğini belirtti. Sonuç olarak bu demek oluyor ki eksosomlar, alım için gerekli değiller.
Çin Bilimler Akademisi'nin Mikrobiyoloji Enstitüsünden bitki mikrobiyoloğu Hui-Shan Guo, bu araştırmanın elde ettiği "çıplak RNA alımı" kanıtlarının eski raporlardaki RNA püskürtme ile gen susturulması olguları ile örtüştüğünü belirtiyor. Guo, bitkilerin aynı gıda maddelerini aldıkları gibi çevrelerinden aktif olarak küçük RNA'lar toplayabiliyor olacaklarını da ekliyor. Ama bitkilerin dışarıdan hücrelerine taşıdığını bildiğimiz maddelerin aksine çıplak RNA'ların "dengesiz" olduğu sanılıyordu. Bu yüzden de RNA alımı ya görmezden gelinmiş ya da küçümsenmişti.
Jin, araştırma makalesindeki kanıtın, bitkilerin çıplak miRNA aldıkları hipotezini desteklediğine katılıyor. Fakat RNA salgılanmasının hala köklerden eksosomlar tarafından mı yapıldığını da merak etmeye devam ediyor. Bu soru, yazarlar tarafından incelenmedi. Jin, bu vesiküllerin miRNA'ları koruyarak bitkilerin daha etkili bir alım gerçekleştirmesine yardımcı olabileceğini düşündüğünü ekliyor. Yoksa tahmin ettiğine göre moleküller, toprak ve çevrede daha kolay parçalara ayrılabilirdi.
Guo, bu mekanizma sadece hidroponik yetişen bitkilerde görüldüğü için "toprakta yetişen fidelerin [yakınlardaki] bitkilerin gen ifade kontrolü üzerine etkisinin olup olmayacağının" net olmadığına dikkat çekiyor. Bu da gelecek araştırmalar tarafından incelenebilir.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Jin ise bu buluşların birçok soruya kapı açtığını ekleyerek, RNA'nın bitki iletişimindeki rolü üzerine daha öğrenilecek çok şeyin olduğunu söylüyor. Jin sözlerini, şu an bildiklerimizin yalnızca "buzdağının ucu" olduğunu yazarak bitiriyor.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 22
- 8
- 8
- 4
- 3
- 3
- 2
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- Çeviri Kaynağı: The Scientist | Arşiv Bağlantısı
- ^ F. Betti, et al. (2021). Exogenous Mirnas Induce Post-Transcriptional Gene Silencing In Plants. Nature Plants, sf: 1379-1388. doi: 10.1038/s41477-021-01005-w. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Q. Cai, et al. (2018). Plants Send Small Rnas In Extracellular Vesicles To Fungal Pathogen To Silence Virulence Genes. Science, sf: 1126-1129. doi: 10.1126/science.aar4142. | Arşiv Bağlantısı
- ^ A. Koch, et al. (2016). An Rnai-Based Control Of Fusarium Graminearum Infections Through Spraying Of Long Dsrnas Involves A Plant Passage And Is Controlled By The Fungal Silencing Machinery. PLOS Pathogens, sf: e1005901. doi: 10.1371/journal.ppat.1005901. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/12/2024 19:21:19 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11105
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in The Scientist. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.