في كل خلية نباتية أوركسترا، العازفون فيها أنفسهم، لكن النوتات الموسيقية لكل نوع خاصة به. الآلة الرئيسية في هذه الأوركسترا هي البروتيازومة، وهي آلة بروتينية كبيرة تفتّت البروتينات الموسومة. توجد عند جميع الكائنات الحية، ولم يتغير بناؤها تقريبًا عبر ملايين السنين. لكن عدد الجينات التي ترمز إلى أجزاء هذه الآلة يختلف اختلافًا كبيرًا بين النباتات، وقد حار العلماء طويلًا في سبب ذلك.
قارن العلماء جينومات 18 نوعًا نباتيًا، من الطحالب إلى النباتات الزهرية. ووجدوا أن 16 من 18 نوعًا تمتلك جينات بروتيازومية مكررة، أي نسخًا من الجينات نشأت حديثًا وبشكل مستقل في سلالات مختلفة. أما البروتينات نفسها فلم تتغير تقريبًا: إذ أظهرت أربع حالات فقط من 886 علامات انتقاء موجب. في المقابل، تباعد تنظيمها بشدة: فقد استجابت الجينات المتماثلة (paralogs) للضغط بطرق مختلفة. وفي محفزات الجينات البروتيازومية في كاسيات البذور يُثرى العنصر PRCE، الذي تتعرف عليه العوامل NAC53/78، وكذلك بروتينات TRB1/3/5. وهذه البروتينات تحمي عادة أطراف الكروموسومات، لكن اتضح أنها قادرة على تشغيل جينات البروتيازومة. وقد أصبحت الطفرات trb4 trb5 شديدة الحساسية لمثبط البروتيازومة، واضطرب لديها تحريض الجينات البروتيازومية.
الأمر أشبه بأن يبقى العازفون في الأوركسترا هم أنفسهم، لكن قائد الأوركسترا يغيّر النوتات: ففي نوع يكون البروتيازومة أنشط استجابةً للجفاف، وفي آخر استجابةً للبرد. إن فهم تنظيم البروتيازومة قد يساعد في استيلاد نباتات مقاومة للإجهاد، لأن توازن البروتينات (proteostasis) حاسم للبقاء في الظروف غير المواتية. وهو حتى الآن معرفة أساسية، لكنه يرسم اتجاهًا للبحوث التطبيقية.
في الأرابيدوبسيس، تحتوي محفزات جينات البروتيازوم على motif يوجد أيضًا في التيلوميرات، وهي الأجزاء الطرفية للكروموسومات. وقد اتضح أن البروتينات التي تحمي عادة أطراف الكروموسومات قادرة على تشغيل جينات البروتيازوم.
لم يُنشر على arXiv. هنا صفحته وملف PDF والصياغة الشكلية: يمكنك التحقق بنفسك، لا مجرد قراءة تحليلنا.