دبي -الشرق
نجح فريق دولي بقيادة جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) وجامعة طوكيو، في تصميم وتصنيع جزيء يحاكي نشاط الـ"زاكسينون"، وهو مركب أيضي طبيعي يحفز النمو في النباتات، فيما قد تُستخدم محاكاة هذا الجزيء أيضاً في تطبيقات واسعة النطاق في علوم الأحياء النباتية والزراعة.
يذكر أن النباتات تقوم بإنتاج مجموعة واسعة جداً من المركبات العضوية التي تعرف بمصطلح "مركبات الأيض الأولي" و"الثانوي". وعملية الأيض هي مجموع كل التفاعلات الكيميائية الحيوية التي يقوم بها كائن حي اعتماداً على الأصل والوظيفة.
وتسهم "مركبات الأيض الأولي" بشكل مباشر في عمليات النمو والتطور والتكاثر الطبيعي لأعضاء وخلايا النبات؛ حيث يجري إنتاجها بشكل مستمر خلال مرحلة النمو، وتشارك في عمليات التمثيل الغذائي الأولية مثل التنفس والتمثيل الضوئي.
أما "مركبات الأيض الثانوي" فهي مركبات نباتية ذات طبيعة كيميائية معقدة، وليست ضرورية للحفاظ على حياة الخلايا، وتنتج انطلاقاً من "مركبات الأيض الأولي" وتساعد النبات على التكيف مع محيطه الخارجي.
يقول جيان يو وانج، طالب الدكتوراه الذي يعمل تحت إشراف أستاذ علم النباتات في "كاوست"، البروفيسور سالم البابلي: "ركّزنا على الزاكسينون في دراسة سابقة، ووجدنا أنه يحفز نمو نباتات الأرز، ويبدو أنه يحد من انتشار آفة النبات الطفيلي ستريجا – Striga، والتي تُعرف باسم الحشيشة الساحرة".
وتعدّ "ستريجا" جنساً من النباتات الطفيلية، وقد تُسبب خسائر كبيرة في محاصيل الحبوب، خصوصاً الأرز. من جانبه، يضيف وانج: "ربما يُغرينا القول إننا سنتمكّن من جمع الزاكسينون من النباتات ودراسة نشاطه واستخدامه في زيادة إنتاج المحاصيل الزراعية.. لكن الأمر ليس بهذه البساطة".
تُنتج الكائنات الحية مركّبات أيضية تنظم عملية النمو، مثل الـ"زاكسينون"، بتركيزات منخفضة جداً، وغالباً ما تكون هذه الجزيئات قصيرة العمر وغير مستقرّة. وقد أدرك الفريق أن الاستفادة الكاملة من هذا الاكتشاف تستلزم تصميم جزيء يحاكي وظيفة الـ"زاكسينون"، بدلاً من استخدام المركّب الأيضي نفسه.
ويقول وانج: "في البداية؛ حددنا الأجزاء التي تؤدي دوراً محورياً في نشاط الزاكسينون، والأجزاء الأخرى التي يمكن استبدالها أو تعديلها. وقد ساعدتنا هذه النتائج على تصميم مجموعة من مقلّدات الزاكسينون سهلة التصنيع وتُسمى MiZax".
واختبر الفريق جزيئات "MiZax" عن طريق إضافتها إلى التربة وقياس قدرتها على تحسين نمو الجذور والحدّ من انتشار آفة "ستريجا" في نبات الأرز.
وقد أثبت نوعان من هذه الجزيئات؛ هما: "MiZax3" و"MiZax5" درجة كبيرة من الفاعلية؛ بل وتفوّق "MiZax3" في الأداء على الـ"زاكسينون" نفسه. ويقول وانج: "أدهشنا نشاط MiZax3 واستقراره، حتى عند استخدامه بتركيزات منخفضة للغاية".
يُذكر أننا لا نزال نجهل كيفية عمل الـ"زاكسينون" تحديداً، وسوف تساعدنا جزيئات MiZax3 على دراسة الآلية وراء نشاط الـ(زاكسينون) وكيفية تغييره أنماط الهرمونات وعملية الأيض في النباتات.
هذا المحتوى من "الشرق الأوسط"
اقرأ أيضاً:
