โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต
กลุ่มนักชีววิทยาของเซลล์ (cell biologists) จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ริเวอร์ไซด์ (University of California, Riverside) นำโดย Dr. Meng Chen ได้จำแนกโปรตีนที่เรียกว่า ไฟโตโครม B (phytochrome B) ซึ่งสามารถรับรู้แสงและอุณหภูมิ และยังเป็นตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตและควบคุมการออกดอกของพืช ในงานวิจัยที่ลงพิมพ์ในวารสาร Nature Communications กลุ่มวิจัยพบว่า โมเลกุลของไฟโตโครม B มีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิด เมื่อถูกกระตุ้นโดยอุณหภูมิ และมีการทำงานที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและชนิดของแสง
ไฟโตโครม จะสลับไปมาระหว่างรูปแบบที่ใช้งานและไม่ใช้งาน ที่ถูกควบคุมโดยแสงและอุณหภูมิ ในทุ่งโล่งที่มีแสงแดดส่องโดยตรง ไฟโตโครม จะ “เปิด” และดูดซับแสงสีแดง รูปแบบที่ใช้งานนี้จะยับยั้งการยืดตัวของลำต้น ทำให้ความสูงของพืชถูกจำกัดในแสงแดดโดยตรง ในพื้นที่ร่ม ไฟโตโครมจะมีการใช้งานน้อยลง ซึ่งรูปแบบ “ปิด” นี้จะช่วยปลดปล่อยการยับยั้งการเจริญเติบโตของลำต้น ดังนั้นพืชจะเจริญเติบโตสูงขึ้นในที่ร่ม เพื่อแข่งขันกับพืชชนิดอื่นเพื่อรับแสงแดดมากขึ้น
ภายในเซลล์ แสงเป็นเหตุทำให้ “เปิด” ไฟโตโครม เพื่อรวมเป็นหน่วยที่เรียกว่าโฟโตบอดี้ (photobodies) ภายในนิวเคลียสของเซลล์ เมื่อไฟโตโครม B ปิดอยู่ มัน (โฟโตบอดี้) จะอยู่ด้านนอกนิวเคลียสของเซลล์ แต่จะเคลื่อนที่เข้าไปในนิวเคลียสเมื่อ “เปิด” และเปลี่ยนการแสดงออกของยีนและรูปแบบการเจริญเติบโต กลุ่มของ Chen ตรวจสอบพฤติกรรมของเซลล์ที่สัมผัสกับอุณหภูมิและสภาพแสงที่แตกต่างกัน จากใบและลำต้นของ rabidopsis thaliana
เป้าหมาย คือ ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของโฟโตบอดี้ในการตอบสนองต่ออุณหภูมิ ซึ่งพบว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิไม่ได้ทำให้โฟโตบอดี้ทั้งหมดหายไปในคราวเดียว แต่โฟโตบอดี้ที่เฉพาะเจาะจงนั้นหายไปในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะลดจำนวนโฟโตบอดี้ โดยการคัดเลือกให้หายไป กลไกที่ทำให้โฟโตบอดี้หายไปโดยการคัดเลือกนี้ จะแตกต่างจากกลไกที่ทำให้หายไปเมื่ออยู่ในที่ร่ม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าโฟโตบอดี้แต่ละตัวนั้นอาจใช้เป็นเซ็นเซอร์ (ตัวตรวจจับ) สำหรับช่วงอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจง
ครับ ผู้เผยแพร่บทความนี้บอกว่า ความรู้นี้อาจเป็นช่วยพัฒนาพืชที่จะเจริญเติบโตได้ในโลกที่ร้อนขึ้น
อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://news.ucr.edu/articles/2020/04/03/study-identifies-new-temperature-sensing-mechanism-plants