கிளைபோசேட்டின் தாவரச் சிதைவின் மூலக்கூறு வழிமுறை வெளிப்படுத்தப்பட்டது

ஆண்டுக்கு 700,000 டன்களுக்கும் அதிகமான உற்பத்தியுடன், கிளைபோசேட் உலகில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் மிகப்பெரிய களைக்கொல்லியாக விளங்குகிறது. கிளைபோசேட்டின் தவறான பயன்பாட்டினால் ஏற்படும் களை எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் சூழலியல் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்திற்கு ஏற்படக்கூடிய அச்சுறுத்தல்கள் பெரும் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. 

மே 29 அன்று, ஹுபே பல்கலைக்கழகத்தின் உயிர் அறிவியல் பள்ளி மற்றும் மாகாண, அமைச்சகத் துறைகளால் கூட்டாக நிறுவப்பட்ட, உயிரி வினையூக்கம் மற்றும் நொதிப் பொறியியலுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் குவோ ருயிடிங்கின் குழு, அபாயகரமான பொருட்கள் இதழில் (Journal of Hazardous Materials) தங்களின் சமீபத்திய ஆய்வுக் கட்டுரையை வெளியிட்டது. அதில், வரகுப் புல்லிலிருந்து (ஒரு வீரியம் மிக்க நெல் களை) பெறப்பட்ட ஆல்டோ-கீட்டோ ரிடக்டேஸ் AKR4C16 மற்றும் AKR4C17 ஆகியவை கிளைபோசேட் சிதைவின் வினை வழிமுறையை வினையூக்கம் செய்வது குறித்தும், AKR4C17 மூலக்கூறு மாற்றியமைப்பின் மூலம் கிளைபோசேட்டின் சிதைவுத் திறனைப் பெரிதும் மேம்படுத்துவது குறித்தும் முதன்முறையாக ஆய்வு செய்தது.

கிளைபோசேட் எதிர்ப்புத்தன்மை அதிகரித்து வருகிறது.

1970களில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டதிலிருந்து, கிளைபோசேட் உலகம் முழுவதும் பிரபலமாகி, படிப்படியாக மிகவும் மலிவான, பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஒரு பரந்த-செயல்பாட்டு களைக்கொல்லியாக மாறியுள்ளது. இது தாவர வளர்ச்சி மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபட்டுள்ள ஒரு முக்கிய நொதியான 5-ஈனால்பைருவில்ஷிகிமேட்-3-பாஸ்பேட் சின்தேஸ் (EPSPS)-ஐ குறிப்பாகத் தடுப்பதன் மூலம், களைகள் உட்பட தாவரங்களில் வளர்சிதை மாற்றக் கோளாறுகளையும் இறப்பையும் ஏற்படுத்துகிறது.

எனவே, கிளைபோசேட் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்களை உருவாக்குவதும், வயல்களில் கிளைபோசேட்டைப் பயன்படுத்துவதும் நவீன விவசாயத்தில் களைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான ஒரு முக்கியமான வழியாகும். 

இருப்பினும், கிளைபோசேட்டின் பரவலான பயன்பாடு மற்றும் தவறான பயன்பாட்டினால், டஜன் கணக்கான களைகள் படிப்படியாகப் பரிணாம வளர்ச்சி அடைந்து, அதிக கிளைபோசேட் சகிப்புத்தன்மையை வளர்த்துக் கொண்டுள்ளன.

மேலும், கிளைபோசேட்டை எதிர்க்கும் மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்களால் கிளைபோசேட்டை சிதைக்க இயலாததால், பயிர்களில் கிளைபோசேட் குவிந்து பரவுகிறது. இது உணவுச் சங்கிலி முழுவதும் எளிதில் பரவி, மனித ஆரோக்கியத்திற்கு ஆபத்தை விளைவிக்கக்கூடும். 

எனவே, குறைந்த கிளைபோசேட் எச்சங்களுடன், அதிக கிளைபோசேட் எதிர்ப்புத்திறன் கொண்ட மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்களைப் பயிரிடுவதற்காக, கிளைபோசேட்டைச் சிதைக்கக்கூடிய மரபணுக்களைக் கண்டறிவது அவசரத் தேவையாகும்.

தாவரங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட கிளைபோசேட்-சிதைக்கும் நொதிகளின் படிக அமைப்பு மற்றும் வினையூக்க வினை வழிமுறையைத் தெளிவுபடுத்துதல்

2019-ஆம் ஆண்டில், சீன மற்றும் ஆஸ்திரேலிய ஆய்வுக் குழுக்கள், கிளைபோசேட்-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட களப்பயிரிலிருந்து, AKR4C16 மற்றும் AKR4C17 என்ற இரண்டு கிளைபோசேட்டைச் சிதைக்கும் ஆல்டோ-கீட்டோ ரிடக்டேஸ்களை முதன்முறையாகக் கண்டறிந்தன. அவை NADP+-ஐ ஒரு துணைக்காரணியாகப் பயன்படுத்தி, கிளைபோசேட்டை நச்சுத்தன்மையற்ற அமினோமெத்தில்பாஸ்போனிக் அமிலம் மற்றும் கிளையாக்ஸிலிக் அமிலமாகச் சிதைக்கின்றன.

AKR4C16 மற்றும் AKR4C17 ஆகியவை தாவரங்களின் இயற்கைப் பரிணாமத்தால் உற்பத்தி செய்யப்படும், முதன்முதலில் அறிவிக்கப்பட்ட கிளைபோசேட்டைச் சிதைக்கும் நொதிகள் ஆகும். கிளைபோசேட்டை அவை சிதைக்கும் மூலக்கூறு வழிமுறையை மேலும் ஆராய்வதற்காக, குவோ ரூயிடிங்கின் குழு, இந்த இரண்டு நொதிகளுக்கும் உயர் துணைக்காரணிக்கும் இடையிலான உறவைப் பகுப்பாய்வு செய்ய எக்ஸ்-கதிர் படிகவியலைப் பயன்படுத்தியது. இந்தப் பகுப்பாய்வின் சிக்கலான அமைப்பு, கிளைபோசேட், NADP+ மற்றும் AKR4C17 ஆகியவற்றின் முக்கூட்டுச் சேர்மத்தின் பிணைப்பு முறையை வெளிப்படுத்தியதுடன், AKR4C16 மற்றும் AKR4C17-ஆல் நிகழ்த்தப்படும் கிளைபோசேட் சிதைவின் வினையூக்க வழிமுறையையும் முன்மொழிந்தது.

AKR4C17/NADP+/கிளைபோசேட் கூட்டுப்பொருளின் அமைப்பு மற்றும் கிளைபோசேட் சிதைவின் வினை வழிமுறை.

மூலக்கூறு மாற்றம் கிளைபோசேட்டின் சிதைவுத் திறனை மேம்படுத்துகிறது.

AKR4C17/NADP+/கிளைபோசேட்டின் நுண் முப்பரிமாண கட்டமைப்பு மாதிரியைப் பெற்ற பிறகு, பேராசிரியர் குவோ ருயிடிங்கின் குழு, நொதி கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வு மற்றும் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு மூலம், கிளைபோசேட்டின் சிதைவுத் திறனில் 70% அதிகரிப்புடன் கூடிய AKR4C17F291D என்ற ஒரு பிறழ்வுப் புரதத்தை மேலும் பெற்றது.

AKR4C17 சடுதிமாற்றிகளின் கிளைபோசேட் சிதைக்கும் செயல்பாட்டின் பகுப்பாய்வு.

"கிளைபோசேட்டின் சிதைவை வினையூக்கும் AKR4C16 மற்றும் AKR4C17-இன் மூலக்கூறு வழிமுறையை எங்கள் ஆய்வு வெளிப்படுத்துகிறது. இது, கிளைபோசேட்டை சிதைக்கும் திறனை மேம்படுத்துவதற்காக AKR4C16 மற்றும் AKR4C17-ஐ மேலும் மாற்றுவதற்கு ஒரு முக்கிய அடித்தளத்தை அமைக்கிறது." இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் முதன்மை ஆசிரியரும், ஹூபே பல்கலைக்கழகத்தின் இணைப் பேராசிரியருமான டாய் லாங்ஹாய் கூறுகையில், மேம்படுத்தப்பட்ட கிளைபோசேட் சிதைவுத் திறனுடன் கூடிய AKR4C17F291D என்ற ஒரு பிறழ்வுப் புரதத்தை தாங்கள் உருவாக்கியுள்ளதாகவும், இது குறைந்த கிளைபோசேட் எச்சங்களுடன் அதிக கிளைபோசேட்-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்களைப் பயிரிடுவதற்கும், சுற்றுச்சூழலில் உள்ள கிளைபோசேட்டை சிதைக்க நுண்ணுயிர் பொறியியல் பாக்டீரியாக்களைப் பயன்படுத்துவதற்கும் ஒரு முக்கிய கருவியாக அமைகிறது என்றும் தெரிவித்தார்.

சுற்றுச்சூழலில் உள்ள நச்சு மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்களின் உயிரிச்சிதைவு நொதிகள், டெர்பீனாய்டு சின்தேஸ்கள் மற்றும் மருந்து இலக்குப் புரதங்கள் ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புப் பகுப்பாய்வு மற்றும் செயல்முறை விவாதம் குறித்த ஆராய்ச்சியில் குவோ ருயிடிங்கின் குழு நீண்ட காலமாக ஈடுபட்டு வருவதாகத் தெரிவிக்கப்படுகிறது. இந்தக் குழுவில் உள்ள லி ஹாவோ, இணை ஆய்வாளர் யாங் யூ மற்றும் விரிவுரையாளர் ஹு யூமெய் ஆகியோர் இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் இணை-முதல் ஆசிரியர்களாகவும், குவோ ருயிடிங் மற்றும் டாய் லாங்ஹாய் ஆகியோர் இணை-தொடர்பு ஆசிரியர்களாகவும் உள்ளனர்.