یافته‌ای غیرمنتظره؛ گیاهان ممکن است کلید درمان سرطان در انسان باشند

به‌منظور افزایش بازده کشاورزی، مهم است به‌خوبی درک کنیم که گیاهان چگونه عمل فتوسنتز را انجام می‌دهند. گیاهان از نور برای تشخیص زمان رشد و شکوفه دادن بهره می‌گیرند و برای پیدا کردن نور از پروتئین‌هایی به نام گیرنده‌ی نوری استفاده می‌کنند. دانشمندان می‌گویند درک نحوه‌ی عملکرد گیاهان افزون‌بر افزایش بازدهی کشاورزی یک‌سری مزایا در حوزه‌های دیگر نیز به همراه دارد.

اولاس پدمیل، استادیار آزمایشگاه کولد اسپرینگ هاربر به‌همراه اعضای تیمش کشف کرده‌اند که چگونه پروتئین‌های UBP12 و UBP13 فعالیت‌های گیرنده‌ی نوری CRY2 را تنظیم می‌کنند. یافته‌های این دانشمندان می‌تواند به پی‌ریزی استراتژی‌های جدیدی برای کنترل رشد گیاهان منتهی شود. متخصصان می‌گویند مزایای بالقوه‌ی این یافته‌ها حوزه‌هایی فراتر از کشاورزی را در بر می‌گیرد.

براساس آنچه سای‌تک‌دیلی می‌نویسد، گیرنده‌های نوری CRY فقط محدود به گیاهان نیستند و در انسان نیز یافت می‌شوند. دانشمندان این گیرنده‌های نوری را به شماری از بیماری‌ها نظیر دیابت، سرطان و چند نوع اختلال مغزی مرتبط می‌دانند. CRY2 به تنظیم رشد در گیاهان و انسان‌ها کمک می‌کند. رشد کنترل‌نشده در گیاهان توانایی آن‌ها برای ادامه‌ی حیات را کاهش می‌دهد و در انسان باعث بروز سرطان می‌شود. اولاس پدمیل می‌گوید: «اگر فرایند رشد را درک کنیم، روش درمان سرطان را پیدا خواهیم کرد.»

دست‌کاری سطح فعالیت پروتئین‌های CRY2 و UBP12 و UBP13 در گیاهان رشادی گوش‌موشی (Arabidopsis thaliana) روی رشد آن‌ها اثر می‌گذارد. اولین گیاه از سمت چپ رشد معمولی را نشان می‌دهد. گیاه دوم CRY2 ندارد و بیش از حد رشد کرده است. گیاه سوم از پروتئین‌های UBP12 و UBP13 بهره‌مند نبود و کمتر از حد انتظار رشد کرد. گیاه چهارم دارای سطح بالایی از UBP12 و UBP13 است و گیاه پنجم سطح زیادی از CRY2 دارد.

گیاهان به مقدار مناسبی از پروتئین CRY2 نیاز دارند تا بفهمند که باید چه زمانی رشد کنند و شکوفه دهند. پدمیل و یکی از دوستانش در دوره‌ی پسادکترا به نام لوئیز لیندبک پس از انجام بررسی متوجه شدند دست‌کاری UBP12 و UBP13 می‌تواند به تغییر مقدار CRY2 در گیاهان منجر شود.

دانشمندان متوجه شدند افزایش UBP12 و UBP13 باعث کاهش مقدار CRY2 می‌شود. با نبود مقدار کافی از CRY2، گیاه فکر می‌کرد که به مقدار کافی از نور دسترسی ندارد. در پاسخ به این شرایط، گیاه ساقه‌ی غیرعادیِ طویل‌تری رشد داد تا به نور بیشتری دسترسی پیدا کند.

اولاس پدمیل می‌گوید: «در این شرایط راهی برای درک کردن نحوه‌ی رشد داریم و ما می‌توانیم صرفاً با دستکاری دو پروتئین، نحوه‌ی رشد گیاه را تغییر دهیم. راهی پیدا کرده‌ایم که با اتکا به آن می‌توانیم تولید گل را افزایش دهیم. برای تولید غذا، گیاه باید گل‌دهی کند. اگر گل‌دهی اتفاق نیفتد، خبری از غلات، برنج، گندم و ذرت نیست.»

پدمیل و لیندبک به‌طور دقیق نمی‌دانستند که UBP12 و UBP13 چگونه مقدار CRY2 را تغییر دادند. وقتی پژوهشگران به‌طور دقیق‌تر وضعیت را مورد بررسی قرار دادند، متوجه موضوعی غیرمنتظره و شگفت‌آور شدند. در انسان و سایر موجودات نسخه‌هایی از UBP12 و UBP13 جلوی از بین رفتن گیرنده‌های نوری CRY را می‌گیرند. بااین‌حال دانشمندان متوجه شدند که در گیاهان این روند برعکس است. UBP12 و UBP13 به‌جای محافظت از گیرنده‌های نوری CRY به از بین رفتن آن‌ها کمک کردند.

لیندبک که درحال‌حاضر به‌عنوان مهندس تحقیق‌و‌توسعه در مرکز Nordic Biomarker در سوئد کار می‌کند، توضیح می‌دهد: «براساس مقالات علمی، تعاملات این‌چنینی از زوال گیرنده‌ی نوری جلوگیری می‌کنند. در ابتدا، برعکس این ادعا را مشاهده کردیم و با خود گفتیم که شاید اشتباهی در کار ما رخ داده است. بااین‌حال وقتی من چند بار فرایند را انجام دادم، ما متوجه شدیم اشتباهی در کار نیست. این تعاملات به جای محافظت از CRY2، باعث از بین رفتن این گیرنده‌ی نوری می‌شوند.»

اولاس پدمیل امیدوار است یافته‌های او و اعضای تیمش به پژوهشگران و پرورش‌دهندگان گیاهان برای بهبود بازده محصول کمک کند. او همچنین امیدوار است این یافته‌ها به آغاز تحقیقات جدیدی درباره‌ی بیماری سرطان منتهی شود. او می‌گوید: «همکارانم در آزمایشگاه کولد اسپرینگ هاربر به سختی در تلاشند تا سرطان را درک کنند. با استفاده از گیاهان، از زاویه‌ای متفاوت سراغ بررسی سرطان می‌رویم.»

مؤسسه‌ی ملی سلامت، یکی از شاخه‌های وزارت بهداشت و خدمات انسانی آمریکا، بودجه‌ی لازم برای انجام این مطالعه را تأمین کرد.