ಎಲೆಗಳ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ವಂಶವಾಹಿನಿಗಳ ಪ್ರಭಾವ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆ

-ಜೋಲ್ ಪಿ. ಜೋಸೆಫ್

ಯಾವುದೇ ಸಸ್ಯವೊಂದರಲ್ಲಿ, ಎಲೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳು ಹೇಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಹೊಂದುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.) ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. Nature Plants ಎಂಬ ನಿಯತಕಾಲಿಕದಲ್ಲಿ ಈ ಬಗೆಗೆ ಪ್ರಕಟವಾಗಿರುವ ಅಧ್ಯಯನ ಲೇಖನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲಿದೆ. ಸಂಸ್ಥೆಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣು ಜೀವಿಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದ (ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.) ತಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಬೆಂಗಳೂರಿನ ‘ಶೋಧಕ ಲೈಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್’ನ ಸಹಭಾಗಿಗಳು ಈ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡದಲ್ಲಿದ್ದಾರೆ.

ಯಾವುದೇ ಸಸ್ಯವೊಂದರಲ್ಲಿ ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳು, ಇಲ್ಲವೇ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮಾವಿನ ಮರದ ಎಲೆಯು ಸಾದಾ ಎಲೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ, ಅದರ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಎಲೆಯ ಹಾಳೆಯೂ ಇಡಿಯಾಗಿ ಒಂದೇ ಹಾಳೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಅದೇ ಗುಲ್ ಮೊಹರ್ ಗಿಡದಲ್ಲಿ ಎಲೆಗಳು ಹಾಗಲ್ಲ; ಅವು ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳು. ಅಂದರೆ, ಇದರ ಎಲೆಹಾಳೆಯು ಹಲವಾರು ಎಲೆಗಳು ಸೇರಿ ರೂಪುಗೊಂಡದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಎಲೆ ಸಾದಾ ಆಗಿರಲಿ ಅಥವಾ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರಲಿ, ಎರಡೂ ಮಾದರಿಗಳು ಮೊಳೆಯಲು ಆರಂಭವಾಗುವ ಬಗೆಯು ಒಂದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಆಕರಕೋಶಗಳ ನೆಲೆಯಾದ ಕಾಂಡದ ತುದಿಯ ಭಾಗ – ‘ಮೆರಿಸ್ಟೆಮ್’-ದಿಂದ ಸರಳಿನ ರಚನೆಗಳಂತೆ ಇವು ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತವೆ.  ‘ಪ್ರಿಮೋರ್ಡಿಯಾ’ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಈ ಸರಳಿನಂತಹ ರಚನೆಗಳು ಹೇಗೆ ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳು ಅಥವಾ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳು ಮೊಳೆಯಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧಕರು ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದರು.

ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ತಮ್ಮ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳ ಮೂಲಕ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಎರಡು ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ತಜ್ಞರು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಸಸ್ಯ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾರ್ಥ ಸಸ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ‘ಅರಾಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಥಾಲಿಯಾನ’ (Arabidopsis thaliana) ಮೇಲೆ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗಿತ್ತು.

ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳಾದ CIN-TCP ಮತ್ತು KNOX-II ಗಳು ‘ಟ್ರ್ಯಾನ್ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಷನ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ಸ್’ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳು ಎಲೆಯ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಎಲೆಯ ಹಾಳೆಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎಲೆಗಳು ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳಾಗಿ ರೂಪುತಳೆಯುತ್ತವೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು, ಈ ಮೇಲಿನ ಎರಡೂ ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಹಲವಾರು ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದಾಗ  ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳಿಂದಲೇ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳು ಮೊಳಕೆಯೊಡೆದವು. ಆದರೆ, ಈ ಎರಡು ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಪೈಕಿ ಒಂದು ಪ್ರಭೇದದಲ್ಲಿನ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದಾಗ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳು ಮೊಳಕೆಯೊಡೆಯಲಿಲ್ಲ. ಅಂದರೆ, ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳ ಸೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಇವೆರಡೂ ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಒಟ್ಟಾಗಿ ಸೇರಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಇದರಿಂದ ದೃಢಪಟ್ಟಿತು.

IMAGE CREDIT: Krishna Reddy Challa and Monalisha Rath

ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೆ, ಈ ರೂಪಾಂತರಿ ಎಲೆಗಳು ತಮ್ಮ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಇರುವ ತನಕವೂ ಪ್ರಾಯಾವಸ್ಥೆಯಲ್ಲೇ ಇದ್ದು, ಬೆಳೆಯುತ್ತಲೇ ಹೋದವು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ‘ಅರಾಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್’ ಎಲೆಗಳು 30 ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಪಕ್ಷತೆಗೆ ಬಂದು 60 ದಿನಗಳ ವೇಳೆಗೆ ಮುದುಡಿ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಆದರೆ, CIN-TCP and KNOX-II  ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ರೂಪಾಂತರಿಸಿದ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು 175 ದಿನಗಳವರೆಗೆ ಗಮನಿಸಿದಾಗ, ಅಲ್ಲಿಯವರೆಗೂ ಅವು ಬೆಳೆಯುತ್ತಲೇ ಇದ್ದುದು ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಬಹುಶಃ ಅವುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಂಡರೆ ಅವು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿಗೆ ಹೀಗೆಯೇ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದು ಸಂಶೋಧಕರ ಅಭಿಪ್ರಾಯವಾಗಿದೆ.

 “ಇದುವರೆಗೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೆಲವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಂಶವಾಹಿನಿಗಳ ಪ್ರಕಟಗೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಸಾದಾ ಎಲೆಗಳನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸಿದ್ದರು. ಆದರೆ ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನವು ಅದಕ್ಕೆ ತದ್ವಿರುದ್ಧವಾಗಿದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ. ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನದ ಹಿರಿಯ ಲೇಖಕ ಉತ್ಪಲ್ ನಾಥ್.

ಎರಡೂ ವಂಶವಾಹಿನಿ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗಳನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲಾದ ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ‘ಅರಾಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್’ ಎಲೆಗಳಿಗಿಂತ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ‘ಆರ್.ಎನ್.ಎ.’ ಹೆಗ್ಗುರುತುಗಳಾದ ಪ್ರಾಯಾವಸ್ಥೆಯ (ಇನ್ನೂ ಪಕ್ವಗೊಳ್ಳದ) ಎಲೆಗಳ ಇರುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಾಧಾರಣ ಅವಧಿಯ ನಂತರವೂ ಸಕ್ರಿಯ ಕೋಶ ವಿಭಜನೆಯ ಮುಂದುವರಿಯುವಿಕೆ ಕಂಡುಬಂದಿತು (ಪ್ರೊಟೀನ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ನಿರ್ದೇಶನಗಳನ್ನು ವಂಶವಾಹಿನಿಗಳಿಂದ ರವಾನಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂದೇಶವಾಹಕವನ್ನು ಆರ್.ಎನ್.ಎ. ಎನ್ನಲಾಗುತ್ತದೆ)

ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿರುವ ಅಂಶಗಳು ಸಸ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಕುರಿತು ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಲಭ್ಯವಾಗಿಸುವ ಜೊತೆಗೆ ಆಹಾರೋದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳಿಗೆ ಎಡೆಮಾಡಿಕೊಡಬಹುದು. “ಸಲಾಡ್ ಎಲೆಗಳನ್ನು ತಮಗೆ ಬೇಕಾದ ರೀತಿಯ ಆಕಾರಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಜೈವಿಕತೂಕವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಾಲಾಕ್ ಎಲೆಯನ್ನು ಕೋಸು ಎಲೆಯ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಬೇರಾವುದೇ ಬಗೆಯ ಸೊಪ್ಪಿನ ಎಲೆಯ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಬೆಳಯುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.ಯಲ್ಲಿ ಈ ಹಿಂದೆ ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿದ್ದ ಹಾಗೂ ಸದ್ಯ ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸಹ-ಮುಖ್ಯ ಲೇಖಕರಾದ ಕೃಷ್ಣ ರೆಡ್ಡಿ ಚಲ್ಲ.

 “CIN-TCP ಮತ್ತು KNOX-II ವಂಶವಾಹಿನಿಗಳನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಸಸ್ಯದ ಬಾಳಿಕೆ ಅವಧಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ಹೊಂದಬಹುದು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.ಯಲ್ಲಿ ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿರುವ ಹಾಗೂ ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಸಹ-ಮುಖ್ಯ ಲೇಖಕರಾದ ಮೊನಾಲಿಷಾ ರಥ್.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಚಲ್ಲ ಕೆ.ಆರ್., ರಥ್ ಎಂ., ಶರ್ಮ ಎ.ಎನ್., ಬಾಜಪೇಯಿ ಎ.ಕೆ., ದವುಲುರಿ ಎಸ್., ಆಚಾರ್ಯ ಕೆ.ಕೆ. ಮತ್ತು ನಾಥ್ ಯು. Active suppression of leaflet emergence as a mechanism of simple leaf development, Nature Plants, 1-12, 2021.  

https://www.nature.com/articles/s41477-021-00965-3

ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ:

ಉತ್ಪಲ್ ನಾಥ್
ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು, ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣು ಜೀವಿಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗ (ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.)
utpalnath@iisc.ac.in
080-2293 2414 

ಕೃಷ್ಣ ರೆಡ್ಡಿ ಚಲ್ಲ
ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ಹಳೆಯ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ
ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣು ಜೀವಿಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗ (ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.)
challa.krishnareddy@gmail.com

ಮೊನಾಲಿಷಾ ರಥ್
ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ
ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣು ಜೀವಿಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗ (ಎಂ.ಸಿ.ಬಿ.)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.)
monalishar@iisc.ac.in

ಪರ್ತಕರ್ತರಿಗೆ ಸೂಚನೆ:

ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ.

ಆ) ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಏನಾದರೂ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು news@iisc.ac.in or>pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.

—–000—–