Tanaman tidak memiliki mata dan telinga, namun mereka masih bisa melihat, mendengar, mencium dan menanggapi isyarat lingkungan dan bahaya – terutama pada patogen yang mematikan. Mereka melakukan ini dengan bantuan ratusan membran protein yang bisa merasakan mikroba atau tekanan dari sumber lainnya.
Hanya sebagian kecil dari protein penginderaan ini yang telah dipelajari melalui genetika klasik, dan pengetahuan tentang bagaimana fungsi sensor ini dengan membentuk kompleks satu sama lain sangat langka.
Sekarang, tim peneliti internasional dari empat negara – termasuk Shahid Mukhtar, Ph.D., dan mahasiswa pascasarjana Timothy “TC” Howton di University of Alabama di Birmingham – telah menciptakan peta jaringan pertama untuk 200 protein ini.
Peta menunjukkan bagaimana beberapa protein kunci bertindak sebagai node utama yang penting untuk integritas jaringan, dan peta tersebut juga menunjukkan interaksi yang tidak diketahui.
“Ini adalah karya perintis untuk mengidentifikasi lapisan pertama interaksi di antara protein ini,” kata Mukhtar, asisten profesor biologi di UAB College of Arts and Sciences.
“Pemahaman tentang interaksi ini dapat menghasilkan cara untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap patogen, atau tekanan lainnya seperti panas, kekeringan, salinitas atau perubahan cucaca ekstrem. Ini juga dapat menyediakan peta jalan untuk studi masa depan oleh para ilmuwan di seluruh dunia.”
Tim internasional yang berbasis di Eropa, Kanada dan Amerika Serikat, dipimpin oleh Youssef Belkhadir, Ph.D., Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology, Wina, Austria.
Penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Nature .
Peta jaringan interaksi komprehensif baru ini berfokus pada salah satu kelas terpenting dari protein penginderaan ini – kinase reseptor berulang yang kaya leusin, atau kinase reseptor LRR, yang secara struktural mirip dengan reseptor seperti toleransi pada manusia .
Kinase LRR receptor adalah keluarga protein di kedua tumbuhan dan hewan yang sebagian besar bertanggung jawab untuk merasakan lingkungan. Pada tanaman, mereka memiliki domain ekstraselular protein, yang melampaui membran sel, yang dapat mengenali sinyal kimia, seperti hormon pertumbuhan atau bagian protein dari patogen.
Reseptor kinase kemudian memulai respons terhadap sinyal di dalam sel, dengan menggunakan domain intraselular protein .
Model tanaman Arabidopsis thaliana mengandung lebih dari 600 kinase reseptor yang berbeda -50 kali lebih banyak daripada manusia- yang penting untuk pertumbuhan tanaman, perkembangan, kekebalan dan respons stres.
Sampai sekarang, hanya segelintir yang memiliki fungsi yang diketahui, dan sedikit yang diketahui tentang bagaimana reseptor berinteraksi dengan masing-masing untuk mengkoordinasikan tanggapan terhadap sinyal yang sering bertentangan.
