कृषि विज्ञान और खाद्य अनुसंधान जर्नल
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पौधों में एपी-एमएस और अंग वृद्धि: कोशिकाओं से ऊतकों तक

गीर्ट डी जैगर

कोशिका संरचना और क्षमता के मूल में ही लघु और दीर्घ अवधि के उप-परमाणु सहयोग की प्रणालियाँ निहित हैं। निर्माता की शोध टीम पौधों के लिए इंटरेक्टोमिक उपकरण बनाती है और प्रोटीन कॉम्प्लेक्स वियोग के लिए एक बेहतरीन एफिनिटी प्यूरिफिकेशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (AP-MS) चरण चलाती है। अपनी उच्च विशिष्टता और चित्रण शक्ति के माध्यम से, हमारा संस्थान लगातार हमारे परीक्षण कार्यालय में एक केंद्रीय ओमिक्स उपकरण बन गया है। कोशिका विकास और गुणन नियंत्रण से जुड़े कई प्रोटीनों के लिए संरचनाओं को अलग किया गया, जिससे प्रोटीन प्रकटीकरण, प्रोटीन संरचनाओं की व्यावहारिक जांच और पौधे के अंग विकास से जुड़े प्रोटीन प्रणालियों की मैपिंग की ओर अग्रसर हुआ। वे कोशिका समुदायों में शुरू हुए, लेकिन धीरे-धीरे अरेबिडोप्सिस अंकुरों की ओर बढ़े, अंत में फसल पौधों में समाप्त हो गए। उनके बड़े अंग उन्हें एक विकासशील सेटिंग में अंग विकास के जटिल दिशानिर्देश की जांच के लिए विशेष रूप से उचित बनाते हैं। उन्होंने पत्ती विकास के दौरान प्रोटीन कॉम्प्लेक्स तत्वों की जांच के लिए विचार के साक्ष्य प्राप्त किए और अंग विकास डिजाइनिंग के लिए इसके उपयोग को दिखाया।

चूँकि सभी प्रोटीन अलग-अलग प्रोटीन के साथ इंटरफेस करते हैं, इसलिए प्रोटीन-प्रोटीन एसोसिएशन (PPI) पर विचार करना प्रोटीन के काम को समझने में महत्वपूर्ण है। यह विशेष रूप से स्पष्ट है जब स्पष्ट निर्माण प्रक्रियाओं पर विचार किया जाता है, जिसमें प्रोटीन अक्सर निर्माण चरण-या ऊतक विशिष्ट सहयोग बनाते हैं। हालाँकि, पौधों में इन विशेष PPI पर विचार करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। पौधों में PPI की जाँच करने के लिए सबसे आम तौर पर प्राप्त रणनीतियों में से एक मास स्पेक्ट्रोमेट्री (AP/MS) के साथ मिलकर प्यार की सफाई है। मास स्पेक्ट्रोमेट्री के क्षेत्र में चल रही प्रगति ने एक निर्माण सेटिंग में AP/MS के उपयोग में मदद की है। यह सर्वेक्षण पौधे के निर्माण प्रक्रियाओं पर विचार करने के लिए प्रवृत्ति स्वच्छता के क्षेत्र में दो मुख्य प्रगति को शामिल करता है: एकत्रित ऊतकों के विकास लक्ष्यों का विस्तार करना और प्यार की सफाई से पक्षपात सुधार की ओर बढ़ना। इसके अलावा, हम कुछ नए पक्षपात सफाई दृष्टिकोणों के बारे में बात करते हैं जो हाल ही में उभरे हैं और पौधों में प्रोटीन इंटरैक्टोम जांच के भविष्य को गहराई से प्रभावित कर सकते हैं।

क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया पौधों की वृद्धि के लिए महत्वपूर्ण हैं। वे न केवल कोशिकाओं को ऊर्जा और कार्बन स्रोत प्रदान करते हैं, बल्कि अमीनो एसिड चयापचय, हार्मोन जैवसंश्लेषण और कोशिका क्षय जैसी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला में महत्वपूर्ण खिलाड़ी बनने के लिए विकसित हुए हैं। अर्ध-स्वशासी अंग के रूप में, उनमें एक छोटा जीनोम होता है जो अपने रखरखाव और अभिव्यक्ति के लिए काफी हद तक परमाणु घटकों पर निर्भर करता है। कोर और अंग के बीच एक केंद्रित क्रॉसटॉक इसलिए उचित कामकाज की गारंटी के लिए आवश्यक है, और प्रकाश संश्लेषण और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन में लगे अंग प्रोटीन को एन्कोड करने वाले परमाणु गुण पौधे के विकास के लिए स्पष्ट रूप से महत्वपूर्ण हैं। अंग विकास दो बुनियादी कोशिका रूपों द्वारा नियंत्रित होता है: कोशिका गुणन और कोशिका विस्तार। यहाँ, हम सर्वेक्षण करते हैं कि पौधे का विकास अंग प्रोटीन के प्रकारों में कैसे प्रभावित होता है जो पत्ती और जड़ विकास के दौरान अलग-अलग संचारित होते हैं। हमारी खोजों ने पौधे के अंग विकास में अंग प्रोटीन के लिए एक उचित भूमिका को प्रदर्शित किया है, विशेष रूप से कोशिका गुणन के दौरान। हालाँकि, इस समय तक, कोशिका रूपों में परमाणु एन्कोडेड ऑर्गेनेल प्रोटीन की भूमिका जो अंग विकास को संचालित करती है, पर बहुत विस्तार से शोध नहीं किया गया है। इसलिए हम विशेषज्ञों से आग्रह करते हैं कि वे अपने फेनोटाइपिक चित्रण को स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाली विशेषताओं से आगे बढ़ाएँ ताकि यह बेहतर तरीके से देखा जा सके कि क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका गुणन और कोशिका विकास की बुनियादी प्रक्रियाओं को कैसे नियंत्रित करते हैं, जो विकास को संचालित करने के लिए आवश्यक हैं।

जब पौधे विकसित होते हैं, तो कोशिका गुणन और कोशिका विकास को दृढ़ता से नियंत्रित किया जाता है ताकि एक निश्चित अंतिम आकार वाले अंग उत्पन्न हो सकें, उदाहरण के लिए, पत्तियाँ। कुछ अध्ययनों ने पत्ती विकास के लिए कोशिका विस्तार चरण के महत्व को प्रदर्शित किया है, जिसका अर्थ है कि सही पत्ती विकास के लिए कोशिका-चक्र दिशानिर्देश अत्यावश्यक है। कोशिका-चक्र इंटरैक्टोम को बनाने वाले प्रोटीनों की एक विशाल और जटिल व्यवस्था एक कोशिका-चक्र चरण से दूसरे चरण में परिवर्तन को नियंत्रित करती है। यहाँ, हम इस इंटरैक्टोम से कोशिका-चक्र नियंत्रकों पर वर्तमान जानकारी का सर्वेक्षण करते हैं जो अंतिम पत्ती के आकार को प्रभावित करते हैं जब उनकी उपस्थिति को समायोजित किया जाता है, मुख्य रूप से अरेबिडोप्सिस में। साइक्लिन-आश्रित काइनेस (CDKs), साइक्लिन (CYCs), और उनके ट्रांसक्रिप्शनल और पोस्ट-ट्रांसलेशनल नियंत्रकों के फ्रीक्स के चित्रण के अलावा, 27 गुणों वाले एन्कोडिंग प्रोटीन के लिए जोड़ और काम-नुकसान फ्रीक्स की एक फेनोटाइपिक जांच पेश की गई है जो कोशिका-चक्र प्रोटीन के साथ संवाद करते हैं। डेटा का यह संग्रह दर्शाता है कि जब कोशिका-चक्र-संबंधी गुणों का गलत संचार होता है, तो पत्ती का विकास नियमित रूप से बदल जाता है और जाहिर है, कोशिका-चक्र-संबंधी गुणों द्वारा निर्णायक अंग आकार के दिशानिर्देश में तीन मूलभूत पैटर्न महत्वपूर्ण होने के लक्षण हैं: (I) कोशिका भुगतान; (ii) गुणवत्ता माप; और (iii) एनाफ़ेज़ प्रमोटिंग कॉम्प्लेक्स/साइक्लोसोम (APC/C) अधिनियमन द्वारा G2/M चरण के माध्यम से सही प्रगति। कुल मिलाकर, यह मेटा-परीक्षण दर्शाता है कि पत्ती विकास नियंत्रकों में कोशिका-चक्र इंटरैक्टोम में सुधार होता है, और संभावित नए कोशिका-चक्र नियंत्रकों के बीच नए पत्ती विकास नियंत्रकों को अलग करने की संभावना का प्रतिनिधित्व करता है।