Ya evinizdeki bitki size suyunuzun güvenli olmadığını söyleyebilseydi? Yasaklanmış, zehirli bir pestisitin varlığında pancar kırmızısına dönecek bir bitkiyi başarıyla tasarlayan bilim insanları bu vizyonu gerçekleştirmeye çok yaklaştı.
UC Riverside araştırmacıları bunu başarmak için bir mühendislik bulmacasını çözmek zorunda kaldı: Bir bitkinin diğer tüm açılardan normal işlev görme yeteneğine zarar vermeden çevredeki bir kimyasalı algılamasını ve tepki vermesini nasıl sağlayabiliriz?
UCR’de Kimya ve Çevre Mühendisliği Doçenti olan Ian Wheeldon, “Buradaki en büyük parça, bitkinin doğal metabolizmasını değiştirmeden bir çevresel sensör yaratmış olmamızdır” dedi. “Daha önce, biyosensör bileşeni bitkinin ışığa doğru büyüme veya strese girdiğinde su kullanmayı bırakma yeteneğini bozabilirdi. Bu öyle olmayacak.”
Bu başarının ardındaki kimyayı detaylandıran yeni bir makale Nature Chemical Biology dergisinde yayımlandı. Mühendislik süreci, bitkilerin çevredeki stresli değişikliklere uyum sağlamasına yardımcı olan absisik asit veya ABA adı verilen bir hormonla başlıyor.
Kuraklık sırasında toprak kurur ve bitkiler ABA üretir. Reseptör adı verilen ek proteinler, bitkinin ABA’yı tanımasına ve yanıt vermesine yardımcı olur. Bu da bitkiye yapraklarındaki ve gövdelerindeki gözenekleri kapatmasını söyler, böylece daha az su buharlaşır ve bitkinin solma olasılığı azalır.
Araştırma ekibi geçen yıl ABA reseptör proteinlerinin ABA dışındaki kimyasallara bağlanmak üzere eğitilebileceğini gösterdi. Ekip şimdi de reseptörler bu diğer kimyasala bağlandığında bitkinin pancar kırmızısına döneceğini gösterdi.
Bu gösteri için ekip, toksik olduğu için birçok yerde yasaklanmış bir pestisit olan azinfos-etil kullandı. UCR Bitki Hücre Biyolojisi Profesörü Sean Cutler, “Birlikte çalıştığımız insanlar çevredeki kimyasallar hakkındaki bilgileri uzaktan algılamaya çalışıyor” dedi. “Eğer bunlardan bir tarlanız olsaydı ve kırmızıya dönselerdi, bu görsel olarak oldukça açık olurdu.”
Aynı deneyin bir parçası olarak, araştırma ekibi başka bir canlı organizmayı sensöre dönüştürme becerisini de gösterdi: Maya. Ekip, mayada aynı anda iki farklı kimyasala tepki göstermeyi başardı. Ancak bitkilerde bu henüz mümkün değil.
Cutler, “Sonunda 100 yasaklı pestisiti algılayacak tek bir bitki, tek durak noktası tasarlayabilsek harika olurdu” dedi. “Özellikle çevre sağlığı veya savunma ile ilgili uygulamalar için ne kadar çok istifleme yapabilirseniz o kadar iyi. Ancak şu anda bu yeni algılama kapasiteleri için tasarlayabileceğimiz şeylerin sınırları var.”
Açık olmak gerekirse, bu bitkiler ticari olarak yetiştirilmiyor. Bunun için uzun yıllar sürecek yasal onaylar gerekiyor. Ayrıca bu yeni bir teknoloji ve çiftçilerin tarlalarında ya da gerçek dünyanın başka yerlerinde kullanılmadan önce ele alınması gereken bir dizi sorun var. Bununla birlikte, keşif, olasılıkların önünü açıyor.
Cutler “Bu makale bitkilerde bir kimyasala karşı görsel bir tepki olduğunu gösterdi. Biz ortamdaki herhangi bir kimyasalı algılayabilmeye çalışıyoruz,” dedi. “Diğer pestisitlerin yanı sıra su kaynaklarındaki doğum kontrol hapları ya da Prozac gibi ilaçlar, insanların maruz kalmaktan endişe ettiği şeyler. Bunlar artık ulaşılabilecek uygulamalar.” [1]“Scientists engineer plants to speak in color as environmental sensors for dangerous chemicals” yazısından çevrilmiştir.
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | “Scientists engineer plants to speak in color as environmental sensors for dangerous chemicals” yazısından çevrilmiştir. |
|---|
