Τα φυτά και τα ζώα εξελίχθηκαν από ένα κοινό πρόδρομο κύτταρο και τα ίχνη αυτής της συγγένειας, εδώ και ένα δισεκατομμύριο χρόνια, παραμένουν αγκυροβολημένα στο γενετικό υλικό των διαφόρων οργανισμών.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Δρ Markus Wirtz και τον Δρ Rüdiger Hell του Πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης εξέτασαν ένα τέτοιο ίχνος, την πρωτεΐνη TOR (στην πραγματικότητα πρόκειται για μια ομάδα πρωτεϊνών). Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications.
Σε ανθρώπινα και ζωικά κύτταρα, η mTOR (mammalian target of rapamycin = στόχος ραπαμυκίνης των θηλαστικών) δρα ως γεννήτρια σημάτων που ελέγχει τόσο την επιβίωση όσο και την κυτταρική ανάπτυξη.
Η η mTOR αποτελεί το μονοπάτι μέσα από το οποίο περνάει η μυική ανάπτυξη και η αύξηση του οργανισμού. Η πρωτεΐνη αισθάνεται την κατάσταση των ενδοκυτταρικών θρεπτικών ουσιών και όταν αυτά είναι υψηλά ενεργοποιείται για να βοηθήσει στην ανάπτυξη του οργανισμού. Αυτό, από την άλλη μεριά, μπορεί να δημιουργήσει μια ευκαιρία στα καρκινικά κύτταρα να πολλαπλασιαστούν πιο γρήγορα.
Οι ερευνητές της Χαϊδελβέργης ανακάλυψαν πως η TOR λειτουργεί επίσης ως ρυθμιστής ανάπτυξης και στα φυτά. Αλλά η πρωτεΐνη βοηθάει στην ανάπτυξη μόνο όταν υπάρχει αρκετό θειικό άλας για να θρέψει το φυτό. Οι πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα σε θειικά άλατα του εδάφους μεταφέρονται στα κύτταρα μέσω της γλυκόζης και όχι μέσω των αμινοξέων.
“Αυτό το εύρημα μπορεί να συμβάλλει στην καλλιέργεια φυτών με υψηλή περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν στη βιώσιμη γεωργία”, ανέφερε ο καθηγητής Hell.
Η γνώση σχετικά με τη ρυθμιστική λειτουργία της πρωτεΐνης TOR είναι σημαντική όχι μόνο για τους ερευνητές των φυτών. Οι ιατρικοί ερευνητές εδώ και καιρό προσπαθούν να καταλάβουν τι είναι αυτό που ρυθμίζει την ανάπτυξη. Ενώ η mTOR είναι ενεργή σε υγιή ανθρώπινα κύτταρα μόνο με την παρουσία επαρκών αμινοξέων, αν βρεθεί εκτός ελέγχου στα καρκινικά κύτταρα συμβάλλει στον πολλαπλασιασμό των όγκων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η mTOR είναι ένας κρίσιμος στόχος για καρκινικά φάρμακα.
Σε συνεργασία με ερευνητές του Γερμανικού Κέντρου Ερευνών για τον Καρκίνο (DKFZ), οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης απέδειξαν ότι παρά τα εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης, τίποτα δεν έχει αλλάξει πραγματικά ως προς τη βασική λειτουργία της ΤΟΡ που είναι να ρυθμίζει την ανάπτυξη.
“Μετά τον διαχωρισμό και την εξέλιξη από το κοινό πρόδρομο κύτταρο, οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν την πρωτεΐνη TOR έχουν προσαρμοστεί στους διαφορετικούς τρόπους ζωής των ζώων και των φυτών,” είπε ο Wirtz.
Πηγή: Sulfur availability regulates plant growth via glucose-TOR signaling.
