शोधकर्ताओं ने पौधों की प्रतिरक्षा-बढ़ाने वाले अणुओं की खोज की

जर्मनी के कोलोन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर प्लांट ब्रीडिंग रिसर्च के शोधकर्ताओं ने चीन में सहयोगियों के साथ मिलकर प्राकृतिक सेलुलर घटकों का खुलासा किया जो महत्वपूर्ण पौधों की प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं।
शोध के निष्कर्ष ‘साइंस’ पत्रिका में प्रकाशित हुए थे।
ये रसायन महत्वपूर्ण रक्षा-नियंत्रण केंद्रों को सक्रिय करने के लिए पौधों द्वारा डिज़ाइन किए गए छोटे संदेशवाहक प्रतीत होते हैं।
इन खोजों का उपयोग करके, वैज्ञानिक और पादप प्रजनक ऐसे रसायन बनाने में सक्षम हो सकते हैं जो कई प्रमुख कृषि प्रजातियों सहित पौधों को अधिक रोग प्रतिरोधी बनाते हैं।
उस समय तक पृथ्वी पर रहने वाले अनुमानित अतिरिक्त 2 बिलियन लोगों को खिलाने के लिए विश्व खाद्य उत्पादन को 2050 तक दोगुना करना होगा।
खाद्य उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए हमारी कई प्रमुख फसलों की पैदावार में वृद्धि की आवश्यकता होती है।
ऐसा करने के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए रणनीतियों की आवश्यकता है कि हम पौधों को सूक्ष्म संक्रामक एजेंटों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बना सकें, साथ ही यह भी सुनिश्चित कर सकें कि खाद्य उत्पादन पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित है।
इसे प्राप्त करने के लिए, बदले में, पौधे की प्रतिरक्षा प्रणाली की एक विस्तृत समझ की आवश्यकता होती है – वह बचाव जो पौधों को आक्रमण करने वाले सूक्ष्मजीवों से सामना होने पर माउंट करता है।
अब, दो ऐतिहासिक अध्ययनों में, कोलोन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर प्लांट ब्रीडिंग रिसर्च और जर्मनी के कोलोन विश्वविद्यालय के जिजी चाई और जेन पार्कर के नेतृत्व में वैज्ञानिक, झेंग्झौ में झेंग्झौ विश्वविद्यालय में जुनबियाओ चांग के समूह और ज़ीफू हान और सहयोगियों के साथ सहयोग कर रहे हैं। बीजिंग, चीन में सिंघुआ विश्वविद्यालय ने अणुओं के दो वर्गों की पहचान की है और पौधों की कोशिकाओं के अंदर प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं की मध्यस्थता में उनकी कार्रवाई के तरीके निर्धारित किए हैं।
उनके निष्कर्ष बायोएक्टिव छोटे अणुओं के डिजाइन का मार्ग प्रशस्त करते हैं जो शोधकर्ताओं और पौधों के उत्पादकों को हेरफेर करने की अनुमति दे सकते हैं – और इस तरह हानिकारक रोगाणुओं के खिलाफ पौधे के प्रतिरोध को बढ़ावा देते हैं।
आणविक स्तर पर, पौधों द्वारा नियोजित मुख्य प्रतिरक्षा रणनीति में न्यूक्लियोटाइड-बाइंडिंग ल्यूसीन-रिच रिपीट रिसेप्टर्स या संक्षेप में एनएलआर नामक प्रोटीन शामिल होते हैं।
एनएलआर सूक्ष्मजीवों पर हमला करके सक्रिय होते हैं और गति सुरक्षात्मक प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं में सेट होते हैं।
ये प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं तथाकथित हाइपरसेंसिटिव प्रतिक्रिया में परिणत होती हैं, जिसमें रोगज़नक़ वृद्धि का प्रतिबंध शामिल होता है और अक्सर संक्रमण के स्थल पर कोशिकाओं की कड़ाई से सीमांकित मृत्यु होती है – शरीर के अस्तित्व को सुनिश्चित करने के लिए पैर की अंगुली को काटने के समान।
एनएलआर प्रोटीन का एक वर्ग, तथाकथित टोल/इंटरल्यूकिन-1 रिसेप्टर (टीआईआर) डोमेन वाले, जिन्हें टीआईआर-एनएलआर (या टीएनएल) कहा जाता है, को डाउनस्ट्रीम प्रतिरक्षा प्रोटीन संवर्धित रोग संवेदनशीलता 1 (ईडीएस1) के संकेतों को रिले करने के लिए दिखाया गया है। )
छोटे टीआईआर युक्त प्रोटीन भी रोग प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाने के लिए ईडीएस1 में संकेतों को फीड करते हैं।
EDS1 एक नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है, जो अन्य प्रोटीनों के प्रकारों पर निर्भर करता है, जिनके साथ यह बातचीत करता है, पौधों की कोशिकाओं को रोगजनक वृद्धि को प्रतिबंधित करने या कोशिका मृत्यु के लिए प्रतिबद्ध करता है।
पहले के काम से पता चला है कि टीएनएल रिसेप्टर्स और टीआईआर प्रोटीन वास्तव में रोगजनक प्रेरित एंजाइम हैं।
साक्ष्य ने सुझाव दिया कि ये टीआईआर एंजाइम एक छोटा संदेशवाहक या संदेशवाहक उत्पन्न करते हैं जो कोशिकाओं के अंदर ईडीएस 1 को संकेत देते हैं।
हालांकि, टीएनएल या टीआईआर द्वारा उत्पन्न सटीक अणुओं की पहचान जो विभिन्न प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को उत्तेजित करती है, मायावी बनी हुई है।
पार्कर और उनके सहयोगियों ने स्थापित किया कि दो कार्यात्मक EDS1 मॉड्यूल जो प्रतिरक्षा या कोशिका मृत्यु की ओर ले जाते हैं, पौधों की कोशिकाओं के अंदर रोगज़नक़-सक्रिय TNL एंजाइमों द्वारा ट्रिगर किए जा सकते हैं।
टीएनएल या टीआईआर द्वारा उत्पादित छोटे अणुओं की पहचान करने के लिए और जो ईडीएस 1 पर कार्य करते हैं, चाई समूह ने कीट कोशिकाओं में सिग्नलिंग मार्ग के प्रमुख घटकों का पुनर्गठन किया, एक प्रणाली जो उच्च मात्रा में अणुओं के उत्पादन और शुद्धिकरण की अनुमति देती है जिसे अलग और विशेषता दी जा सकती है।
इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, लेखकों ने टीएनएल और टीआईआर द्वारा उत्पादित संशोधित न्यूक्लियोटाइड अणुओं के दो अलग-अलग वर्गों की खोज की।
ये यौगिक अधिमानतः अलग-अलग ईडीएस1 उप-परिसरों से बंधे और सक्रिय होते हैं।
इसलिए, लेखक प्रदर्शित करते हैं कि विभिन्न ईडीएस1 उप-परिसर विशेष रूप से टीआईआर-उत्पादित अणुओं को पहचानते हैं, जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए सूचना-वाहक रसायनों के रूप में कार्य करते हैं।
टीआईआर प्रतिरक्षा रिसेप्टर्स और ईडीएस1 हब प्रोटीन चावल और गेहूं जैसी कई महत्वपूर्ण फसल प्रजातियों में मौजूद हैं, और जिजी चाई बताते हैं कि “पहचान गए टीआईआर-उत्प्रेरित छोटे अणुओं को फसल रोगों को नियंत्रित करने के लिए सामान्य और प्राकृतिक इम्यूनोस्टिमुलेंट के रूप में नियोजित किया जा सकता है।”
जेन पार्कर आगे टिप्पणी करते हैं कि “इन छोटे अणुओं की क्रिया के जैव रासायनिक तरीकों को जानने से पादप प्रतिरक्षा संकेतन और रोग प्रबंधन पर एक नया अध्याय खुल जाता है।”