This Parasite Turns Plants Into Zombies
พืชที่เปลี่ยนเป็นซอมบี้ Zombie Plants 
( ปกติ Arabidopsis จะมีดอกไม้สีขาวมากมาย แต่หลังจากที่ติดเชื้อแบคทีเรีย Phytoplasmaมันทำให้ใบไม้แค่มีชีวิตอยู่เพื่อช่วยควบคุมแบคทีเรียเท่านั้น Cr. JIC Photography)
แม้ดูเหมือนวิดีโอเกม Plants Vs Zombies ยอดนิยมที่แปลกประหลาดในปัจจุบัน แต่พืช " ซอมบี้ (zombie) " มีรายงานจากเกษตรกรมาตั้งแต่ต้นปี 1600 โดยระบุว่า พืชจะมีลักษณะเป็นสีเหลืองซีด และเติบโตในโครงสร้างคล้ายใบแปลก ๆ หรือการเจริญเติบโตเป็นพวงแทนที่จะออกดอกและขยายพันธุ์
ตั้งแต่ปี 1967 นักวิจัยทราบแล้วว่านี่เป็นผลงานของแบคทีเรียที่เรียกว่า phytoplasma ซึ่งแพร่ระบาดในพืชที่ออกดอกหลายสายพันธุ์ รวมทั้งต้นแอปเปิล
ต้นมะพร้าว ดอก coneflower ต้น mulberry ต้นไม้จันทน์ อ้อย และองุ่นที่ใช้ทำเหล้า มันมีผลกระทบส่วนใหญ่ในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน แน่นอนว่าพืชที่ติดเชื้อยังมีชีวิตอยู่ แต่ไม่สามารถขยายพันธุ์ได้ พวกมันมักจะแตกหน่อแปลกๆ แทนที่ดอกไม้ปกติของมัน และกลายเป็น 'ซอมบี้' ที่อาศัยอยู่เพียงเพื่อรักษาเจ้านายของมัน
Günter Theißen นักพันธุศาสตร์กล่าวว่า พืชเหล่านี้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว นั่นเป็นเพราะ phytoplasma จี้วงจรชีวิตของพืช เพื่อช่วยให้การติดเชื้อแพร่กระจายและแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียเท่านั้น
ซึ่งในการวิจัยของ Florian Rümpler นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Florian Rümpler ที่มหาวิทยาลัย Friedrich Schiller University Jena ในเยอรมนีและทีมของเขาระบุว่า นี่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ phytoplasma มีวิวัฒนาการเพื่อเลียนแบบโปรตีนของโฮสต์เพื่อแย่งชิงระบบสืบพันธุ์ของพืช ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ไว้ในวารสาร Trends in Plant Science
นี่คือสิ่งที่พืช Arabidopsis ที่มีสุขภาพดีควรมีลักษณะเช่นนี้ ที่เต็มไปด้วยดอกไม้สีขาวเล็กๆแต่เมื่อปรสิตจี้เนื้อเยื่อดอกไม้ของมัน มันจะกลายเป็นผู้ผลิตแต่ใบไม้
ต่อมาในปี 2014 จากการศึกษาเพิ่มเติมของนักชีววิทยา Saskia Hogenhout ในห้องทดลอง Prof. Hogenhout ของ John Innes Center ในเมือง Norwich, อังกฤษ และเพื่อนร่วมงานของเขาในห้องปฏิบัติการของ Prof.Angenent และ Prof. Immink ที่มหาวิทยาลัย Wageningen University ในเนเธอร์แลนด์ ได้แสดงให้เห็นว่า ปรสิตแบคทีเรียจำเพาะที่ก่อให้เกิดปัญหาพัฒนาการในพืชผล สามารถจัดการกับพืชในลักษณะที่ให้พวกมันผลิตใบแทนที่จะเป็นดอกไม้ได้ด้วยโปรตีนที่ผลิตได้เฉพาะใบ
การจัดการนี้ช่วยเพิ่มโอกาสที่แบคทีเรียจะแพร่กระจายไปยังพืชชนิดอื่น โดยเพลี้ยจักจั่นที่กินพืชเหล่านั้น กล่าวคือ แบคทีเรียจะจับตัวแมลงรวมทั้งต่อมน้ำลาย หากแมลงน้ำลายไหลในขณะที่มันดูดพืชอื่น แบคทีเรียก็สามารถแพร่กระจายไปยังเนื้อเยื่อพืชใหม่ได้ นอกจากนี้ ยังสามารถระบุโปรตีนจากพืชที่แบคทีเรียกำหนดเป้าหมาย และกลายเป็นสิ่งที่น่าดึงดูดใจสำหรับเพลี้ยจักจั่น
โดยโปรตีนของแบคทีเรียที่เป็นกาฝาก เรียกว่า SAP54 ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการนี้ และขึ้นอยู่กับการทำงานของมันในตระกูลโปรตีนจากพืชที่เรียกว่า RAD23 เพื่อนำพืชไปสู่สิ่งมีชีวิตที่ผลิตใบโดยไม่มีดอกไม้ ในลักษณะที่พืชกลายเป็นซอมบี้ ตายไปในอนาคต และถูกลิขิตให้เป็นประโยชน์ต่อการอยู่รอดของแบคทีเรียเท่านั้น ผลการศึกษาเกี่ยวกับปรสิตของพืชจากการตั้งข้อสังเกตของ Hogenhout และทีมงานของเธอดังกล่าว ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร PLOS Biology ในปีนั้น
ไม้กวาดแม่มดในต้นแฮ็คเบอร์รี่
นักวิจัยอธิบายเพิ่มเติมว่า ปรสิตจะจัดการสิ่งมีชีวิตที่พวกมันอาศัยอยู่เพื่อให้เหมาะกับความต้องการ บางครั้งด้วยวิธีที่รุนแรง เมื่ออยู่ภายใต้มนต์สะกดของปรสิต พืชบางชนิดได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากจนถูกเรียกว่า "ซอมบี้" ซึ่งจะหยุดการสืบพันธุ์ และทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยของปรสิตเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้น นักวิจัยยังไม่ค่อยเข้าใจว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรในระดับโมเลกุลและกลไก จนกระทั่งการศึกษาครั้งใหม่เมื่อต้นปี 2021 ของ
นักวิจัยเหล่านี้ ได้เปิดเผยถึงโมเลกุลจัดการที่ผลิตโดยแบคทีเรีย Phytoplasma ที่พัฒนาขึ้นภายในพืช โปรตีนนี้จะทำให้สารควบคุมการเจริญเติบโตที่สำคัญถูกทำลายลง ทำให้เกิดการเติบโตที่ผิดปกติ
สำหรับแบคทีเรีย phytoplasma นั้น เป็นกลุ่มของจุลินทรีย์ที่มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการตั้งโปรแกรมการพัฒนาพืชที่เป็นโฮสต์ใหม่ แบคทีเรียกลุ่มนี้มักเป็นสาเหตุของ 'ไม้กวาดแม่มด' (witches brooms) ที่เห็นในต้นไม้ซึ่งมีกิ่งก้านจำนวนมากขึ้นใกล้ๆกัน สิ่งเหล่านี้ เป็นผลมาจากพืชที่ติดอยู่ในสถานะ "ซอมบี้" พืชที่ไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้ ดังนั้นจึงก้าวหน้าไปสู่สถานะ 'เด็กตลอดไป'
แบคทีเรีย Phytoplasma ยังสามารถทำให้เกิดโรคพืชทำลายล้าง เช่น โรคพืชเรื้อรัง Aster Yellows ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ
ทั้งในพืช เมล็ดพืช และใบ เช่น ผักกาดหอม แครอท และซีเรียล ศาสตราจารย์ Saskia Hogenhout ผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า Phytoplasma เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของ การที่ยีนสามารถขยายออกไปได้ไกลกว่าสิ่งมีชีวิต เพื่อส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ
phytoplasma effector SAP05 กระตุ้นไม้กวาดของแม่มดใน Arabidopsis / Cr.John Innes Center
กลไกการจัดการที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งใช้โดยแบคทีเรียที่เป็นกาฝากเพื่อชะลอความแก่ของพืช อาจนำเสนอวิธีการใหม่ในการปกป้องพืชอาหารที่คุกคามต่อโรค
นอกจากนั้น การค้นพบใหม่ชี้ให้เห็นถึงกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลัง phenotype ที่ขยายออกไป ในลักษณะที่สามารถช่วยแก้ปัญหาสำคัญสำหรับการผลิตอาหารได้ โดยเน้นถึงกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มดีสำหรับพันธุวิศวกรรมพืช เพื่อให้ได้ระดับความทนทานของพืชต่อ Phytoplasma จากโปรตีนของแบคทีเรียที่เรียกว่า SAP05 สามารถจัดการกับพืชได้ ด้วยการใช้ประโยชน์จากกลไกระดับโมเลกุลของโฮสต์เอง
นั่นคือ SAP05 จะแย่งชิงกระบวนการที่เรียกว่า proteasome ในพืช ซึ่งจะสลายโปรตีนที่ไม่ต้องการภายในเซลล์พืชอีกต่อไป แต่แทนที่จะทำลายโปรตีนที่ไม่จำเป็นอีกต่อไป กระบวนการนี้มุ่งเป้าไปที่โปรตีนจากพืชที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตและการควบคุมของพืชแทน ด้วยเหตุนี้ การพัฒนาของพืชจะถูกตั้งโปรแกรมใหม่อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้เหมาะกับแบคทีเรีย
เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของยอดและเนื้อเยื่อพืชหลายชนิด และหยุดการแก่ชราของพืช ซึ่งกลไกที่เพิ่งค้นพบจากแบคทีเรียที่เป็นกาฝากเพื่อชะลอความแก่ของพืชนี้ อาจนำเสนอวิธีการใหม่ในการปกป้องพืชอาหารที่คุกคามต่อโรคได้ โดยไม่ต้องใช้ยาฆ่าแมลง แต่เข้าไปรบกวนโปรตีนดังกล่าว
เพื่อทดสอบรายละเอียดของบทบาทของ SAP05 ที่น่าสนใจ ทีมงานได้ทำการทดลองทางพันธุกรรมและทางชีวเคมีในพืชต้นแบบ Arabidopsis thaliana พบว่า SAP05 เชื่อมโยงโดยตรงกับทั้งโปรตีนพัฒนาพืชและ proteasome และการรวมโดยตรงนี้เป็นวิธีที่ค้นพบใหม่ในการย่อยสลายโปรตีน โดยผลงานวิจัยใหม่จากกลุ่ม Hogenhout ที่ John Innes Center และผู้ทำงานร่วมกันนี้ ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารชีววิทยาการทดลอง Cell ในเวลาต่อมา
การศึกษาใหม่ค้นพบวิธีป้องกันไม่ให้พืชกลายเป็นซอมบี้หลังการโจมตีของปรสิต
และอาจนำเสนอวิธีการใหม่ในการปกป้องพืชอาหารที่คุกคามต่อโรค
How plants become zombies
ก็อย่างว่าละนะครับผมชอบหาข้อมูลอะไรไปเรื่อยเปื่อยและพยายามจะทำความเข้าใจกับมัน ผมหวังว่า บทความต่างๆมันก็มีคุณค่าในตัวของมันเองถ้าคุณสนใจ และเข้าไปอ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่นะครับ
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/wily-bacteria-create-zombie-plants
สุดท้ายก่อนจะจบ บทความนี้ผมก็อยากจะนำเสนอคลิป ที่ผมตัดต่อเองไว้ดูยามเหงาจินตนาการไปเรื่อยเปื่อย..ก็เอาคลิปสั้นๆหลายๆคลิปมาตัดต่อดูเองก็อยากจะเอามาให้เพื่อนๆดูบ้างสักนิดหวังว่าคงไม่รบกวนนะครับ..ถ้าชอบก็ดูไม่ชอบก็ไม่ต้องดู
zombie party
