वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि मिट्टी के लाभकारी बैक्टीरिया पौधों को विकास और प्रतिरक्षा रक्षा के बीच महत्वपूर्ण संतुलन बनाए रखने में कैसे मदद करते हैं। विज्ञान और सेल रिपोर्ट में एक साथ प्रकाशित निष्कर्ष, एक परिष्कृत आणविक तंत्र को प्रकट करते हैं जो पौधों को प्रभावी रोग सुरक्षा बनाए रखते हुए “शांत रहने और बढ़ते रहने” की अनुमति देता है।
राइस यूनिवर्सिटी और प्रिंसटन यूनिवर्सिटी में स्वतंत्र रूप से काम करने वाली शोध टीमों ने पाया कि पौधों की जड़ों के आसपास रहने वाले कुछ बैक्टीरिया विशेष एंजाइमों का उत्पादन करते हैं जो पौधों की प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित कर सकते हैं। यह खोज यह समझाने में मदद करती है कि पौधे रोगजनकों के खिलाफ सुरक्षा बनाए रखते हुए कैसे मजबूती से विकसित होते हैं।
साइंस पेपर के मुख्य लेखक और राइस यूनिवर्सिटी के स्नातक छात्र ज़ियाओयू यांग ने कहा, “प्रोटीन से बनी कोशिकाओं के अंदर छोटे प्रोसेसर की कल्पना करें जो सूजन, ट्यूमर के विकास मार्करों या रक्त शर्करा के स्तर जैसे विशिष्ट संकेतों पर प्रतिक्रिया करने का ‘तय’ कर सकते हैं।” “यह काम हमें ‘स्मार्ट सेल’ बनाने में सक्षम होने के काफी करीब लाता है जो बीमारी के लक्षणों का पता लगा सकता है और प्रतिक्रिया में तुरंत अनुकूलन योग्य उपचार जारी कर सकता है।”
इस संतुलन की कुंजी इम्यूनोसप्रेसिव सबटाइलेज़ ए (आईएसएसए) नामक एंजाइम में निहित है, जिसे बैक्टीरिया अपने वातावरण में स्रावित करते हैं। यह एंजाइम आणविक कैंची की तरह काम करता है, चेतावनी संकेतों को सटीक रूप से काटता है जो अन्यथा पौधे की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकते हैं। प्रकृति में, यह पौधे को हानिरहित बैक्टीरिया के प्रति अत्यधिक प्रतिक्रिया करने से रोकने में मदद करता है और साथ ही वास्तविक खतरों से लड़ने की क्षमता भी बनाए रखता है।
प्रयोगशाला प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने पाया कि 41% परीक्षण किए गए जड़ बैक्टीरिया पौधों को बेहतर विकास बनाए रखने में मदद कर सकते हैं जब उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली कृत्रिम रूप से सक्रिय होती है। बैक्टीरिया ने पौधों की वास्तविक रोगजनकों से बचाव की क्षमता से समझौता किए बिना इसे पूरा किया।
राइस यूनिवर्सिटी के सहायक प्रोफेसर और विज्ञान अध्ययन के संबंधित लेखक कालेब बशोर ने कहा, “यह सिग्नलिंग सर्किट डिजाइन स्थान को नाटकीय रूप से खोलता है।” “यह पता चला है, फॉस्फोराइलेशन चक्र न केवल आपस में जुड़े हुए हैं बल्कि एक दूसरे से जुड़े हुए हैं – यह कुछ ऐसा है जिसके बारे में हमें यकीन नहीं था कि इसे पहले इस स्तर के परिष्कार के साथ किया जा सकता है।”
इस खोज का कृषि पर महत्वपूर्ण प्रभाव है, जिससे संभावित रूप से प्राकृतिक रोग प्रतिरोधक क्षमता को बनाए रखते हुए पौधों के विकास को बढ़ावा देने के नए तरीके सामने आएंगे। राइस सिंथेटिक बायोलॉजी इंस्टीट्यूट के निदेशक कैरोलिन एजो-फ्रैंकलिन ने निष्कर्षों को परिप्रेक्ष्य में रखा: “अगर पिछले 20 वर्षों में सिंथेटिक जीवविज्ञानियों ने बैक्टीरिया के पर्यावरणीय संकेतों पर धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करने के तरीके में हेरफेर करना सीख लिया है, तो बैशोर लैब का काम हमें आगे बढ़ने के लिए प्रेरित करता है।” एक नई सीमा – परिवर्तन के प्रति स्तनधारी कोशिकाओं की तत्काल प्रतिक्रिया को नियंत्रित करना।”
यह कार्य राइस यूनिवर्सिटी, प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और यूएसडीए की कृषि अनुसंधान सेवा सहित कई संस्थानों के बीच सहयोग का प्रतिनिधित्व करता है। अनुसंधान को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान और नौसेना अनुसंधान कार्यालय सहित कई संगठनों द्वारा समर्थित किया गया था।
जैसा कि शोधकर्ता इस तंत्र का पता लगाना जारी रखते हैं, वे विशेष रूप से यह समझने में रुचि रखते हैं कि क्या इन जीवाणु एंजाइमों का उपयोग बीमारी के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाए बिना फसल की पैदावार में सुधार करने के लिए किया जा सकता है। चुनौती सही संतुलन खोजने में है – पौधों को वास्तविक खतरों से बचाव की क्षमता बनाए रखते हुए “शांत रहने और बढ़ते रहने” में मदद करना।
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