ต้นไม้แทงดูดแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมข้ามสปีชีส์

By: terminus
Writer
on Sat, 16/08/2014 - 01:41

เรารู้กันดีว่าแบคทีเรียสามารถแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างกันได้อย่างสนุกสนาน แต่การแลกเปลี่ยน RNA ข้ามสปีชีส์ระหว่างพืชเป็นเรื่องที่มีการศึกษาน้อยมาก นั่นทำให้การค้นพบล่าสุดของทีมวิจัยที่นำโดย James H. Westwood แห่งเวอร์จิเนียเทคสร้างความประหลาดใจอย่างสุดขีดให้กับวงการชีววิทยาเมื่อพวกเขารายงานว่าพืชสามารถแลกเปลี่ยนรับส่ง mRNA ข้ามสปีชีส์กันได้

[mRNA คือ RNA ที่ถอดรหัส (transcription) มาจาก DNA มีหน้าที่นำข้อมูลพันธุกรรมไปแปลรหัส (translation) สร้างโปรตีน]

ก่อนหน้านี้ James Westwood ได้เคยรายงานผลวิจัยว่าเจอ mRNA ของต้นมะเขือเทศในเนื้อเยื่อของต้นฝอยทองห้าเหลี่ยม (Cuscuta pentagona) ที่เกาะต้นมะเขือเทศ ซึ่งก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจแต่ยังไม่น่าประหลาดนักเพราะเมื่อต้นฝอยทองแทงรากเบียน (haustorium) เข้าไปดูดน้ำและอาหารจากต้นไม้เจ้าบ้าน (host) มันก็คงไม่แปลกอะไรที่จะดูดเอา mRNA ติดมาด้วยบ้างไม่มากก็น้อย

หลังจากงานวิจัยนั้นเขาสนใจต่อไปว่าต้นฝอยทองจะมี mRNA ของพืชต้นไม้เจ้าบ้านที่มันเกาะอยู่มากแค่ไหนและกระจายไปอยู่ตรงไหนของจีโนมบ้าง เขาจึงตั้งทีมปลูกต้นฝอยทองให้เกาะกับต้นไม้สองชนิด ได้แก่ มะเขือเทศ และ Arabidopsis thaliana เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์มีข้อมูลจึโนมที่สมบูรณ์ของพืชสองตัวนี้แล้ว โดยเฉพาะ Arabidopsis thaliana ที่เป็น "ต้นไม้อ้างอิง" ของงานวิจัยที่เกี่ยวกับพืช จากนั้นพวกเขาก็เก็บเอาเนื้อเยื่อของทั้งต้นฝอยทอง, ต้นมะเขือเทศ, และต้น Arabidopsis มาวิเคราะห์ mRNA

ผลปรากฏว่าพวกเขาพบ mRNA ของต้นไม้เจ้าบ้านในเนื้อเยื่อของต้นฝอยทองเป็นพันๆ ตัว แค่ตรงนี้ก็นับได้ว่าเกินความคาดหมายไปมากแล้ว แต่ยัง... ความระทึกยังไม่จบ เพราะพวกเขาพบว่าในเนื้อเยื่อของต้นไม้เจ้าบ้านทั้งต้นมะเขือเทศและต้น Arabidopsis ก็มี mRNA ของต้นฝอยทองเป็นพันๆ ตัวเหมือนกัน! แสดงว่าต้นฝอยทองไม่ได้ดูด mRNA ไปธรรมดาๆ อย่างที่เคยนึกกัน แต่มันคือการแลกเปลี่ยนข้อมูลพันธุกรรมระหว่างกันของต้นไม้ปรสิตกับต้นไม้เจ้าบ้าน และเป็นการสื่อสารสองทาง ไม่ใช่ทางเดียว

นักวิจัยยังไม่ทราบว่า mRNA ที่แลกเปลี่ยนระหว่างต้นไม้สองสปีชีส์เข้าไปส่งผลอะไรบ้าง แต่มีความเป็นไปได้สูงว่ามันมีกลไกควบคุมการแลกเปลี่ยน ไม่ใช่เกิดจากการแพร่ผ่านข้ามเซลล์มั่วๆ เพราะการแลกเปลี่ยนยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องแม้จะเป็นระยะปลายๆ ที่ต้นฝอยทองแทงรากเบียนเสร็จสมบูรณ์แล้ว บางทีต้นฝอยทองอาจจะเป็นฝ่ายส่ง mRNA เข้าไปเพื่อให้ต้นไม้เจ้าบ้านยอมตกเป็นจำเลยรัก ปล่อยให้มันขโมยดูดน้ำและอาหารอย่างง่ายๆ

การค้นพบในครั้งนี้ยังเผยถึงความเป็นไปได้ในการส่งผ่านยีนแนวขวาง (horizontal gene transfer) ระหว่างต้นไม้ต่างสปีชีส์โดยมีต้นปรสิตเป็นตัวกลางอีกด้วย (คล้ายๆ กับการส่งผ่านยีนระหว่างแบคทีเรียโดยมีไวรัสเป็นตัวกลาง)

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Science DOI: 10.1126/science.1253122

ที่มา - PhysOrg, The Scientist

5 Comments

zipper's picture

อย่างนี้ถ้ามีพืชเบียนหลายชนิดบนต้นเดียวกันมันไม่มี mRNA ปนกันมั่วเลยเหรอเนี่ย

ปล. เห็นคำว่ามะเขือเทศแล้วนึกไปถึงมะเขือเทศเขตร้อนเลย