Hava Koşullarına Bağlı Olarak Ev Sahibini Korumak İçin Evrimleşen Bir Virüs Bulundu

 Hava Koşullarına Bağlı Olarak Ev Sahibini Korumak İçin Evrimleşen Bir Virüs Bulundu

Fare kulağı teresi bitkisi (Arabidopsis Thaliana) görüntüsü.

Büyüleyici bir keşifte, brokoli ve karnabahar gibi genellikle lahana familyasından bitkilere zarar veren yaygın bir virüsün aslında kriz zamanlarında ev sahiplerine fayda sağladığı görüldü.

Kuraklık dönemlerinde, araştırmacılar şalgam mozaik virüsünün (TuMV) bir problem olduğunda yardıma geçebildiğini ve ev sahibinin sirkadiyen saatini değiştirerek bitkinin daha az su kaybettiğini keşfettiler.

Çalışmada, fare kulağı teresi (Arabidopsis thaliana) olarak bilinen bir yabani ot türü virüsün belirli bir varyantıyla enfekte olduğunda, araştırmacılar bitkinin bir sonraki su stresinden kurtulma olasılığının %25 daha yüksek olduğunu buldu. Ve her şeyin hava durumuna bağlı olduğunu gözlemlediler.

Bütünleştirici Sistemler Biyolojisi Enstitüsü (I2SysBio) başkanı virolog Santiago Elena Fito, “Normal koşullar altında virüs, sulama yapılmış bitkileri öldürerek klasik bir patojen olarak davrandı ancak kuraklık nedeniyle stres koşullarına maruz kalan enfekte olmuş bitkiler hayatta kaldı,” diye açıklıyor.

Araştırmacılar, bu değişikliklerden gerçekte neyin sorumlu olduğunu bulmak için, sağlıklı bitkilere kuraklık benzeri koşullar altında gelişen veya normal miktarda yağış altında büyüyen virüs varyantlarını bulaştırdılar. Sonraki aşamada enfekte olan bitkiler ya normal olarak sulandı ya da su kıtlığına maruz bırakıldı. Normal koşullar altında gelişen virüs varyantları, bu bitkilerde hastalığa neden olmaya devam etti. Oysa kuraklık benzeri koşullar altında gelişen bu varyantlar, konakçıları iyice sulanmaya devam etse bile daha fazla merhamet gösterdi.

Bulgular, kuraklıkla evrilen virüslerin, daha iyi hayatta kalmalarına yardımcı olmak için konakçılarının genlerinin transkripsiyonunda bir şekilde değişikliklere neden olduğunu gösteriyor. Aslında, yazarlar bu varyantlarla enfekte olan bitkilerin, bir bitkinin su kullanımını etkileyebilecek, sirkadiyen ritimlerine bağlı genetik değişiklikler gösterdiğini buldu.

Daha sık ve yoğun kuraklığın birçok mahsulün geleceğini tehdit ettiği, hızla ısınan bir dünyada, bu tür bilgiler bizim için çok önemli olabilir.

Önceki araştırmalar, bazı virüslerin kültür bitkilerinde hastalığa neden olabileceğini ancak yabani bitkileri aynı şekilde etkilemediğini göstermiştir. Bilim insanları bunun nedenini, konak-virüs ilişkilerinin patogenezden (veya hastalıktan) mutualist (herkesin fayda sağladığı) bir spektrumda yer alması olarak açıklıyor. Ve belirli çevresel koşullar, bir virüsün konakta bulunduğu bölgeyi şekillendirmeye yardımcı olabilir.

2008’de araştırmacılar, bitkilerin çevresel strese karşı toleransını artıran, antioksidanlarını ve su korumasını artıran birkaç mozaik virüs fark ettiler. 2013 yılında, başka bir çalışma, kuraklık ve ısının birlikte şalgam mozaik virüsünün sinyal yolaklarını değiştirebileceğini gösterdi, ancak bunun bitkinin ısı tepkisini azalttığı ve iyileştirmediği düşünülüyordu.

 

Lahanada şalgam mozaik virüsü (TuMV) görüntüsü.
Lahanada şalgam mozaik virüsü (TuMV) görüntüsü.

Yazarlar, çalışmalarının, çevresel koşulların tek bir yaşam döngüsünde patogenezden mutualizme doğru gelişen, bir virüsün konakçı ile ilişkisini doğrudan etkileyebileceğini gösteren ilk çalışma olduğunu iddia ediyorlar.

Araştırmacılar, “Daha önce bir virüsün konakçılarına kuraklık toleransı sağlayabildiği gözlemlenmişti ancak bilgimize göre, abiyotik streslerin bir konakçı-virüs etkileşiminin evrimini nasıl şekillendirdiği ilk kez keşfedildi,” diyor.

Biyolojik olmayan bir tehditle karşı karşıya kaldıklarında çalışma, bazı bitkilerin metabolizmalarını ve gen ifadelerini ayarlayarak, viral enfeksiyonun sonucunu etkileyebilecek değişiklikleri tetikleyebileceğini öne sürüyor.

Bilim insanları, “Verilerimiz, kuraklık koşullarında virüs adaptasyonunun yerel konakçılarında farklı bir transkriptom değişikliğine yol açtığını gösteriyor,” diye belirtiyorlar ve ekliyorlar; “Standart ve kuraklıkla evrimleşmiş virüslerle enfekte olmuş bitkilerdeki gen ifadesinin karşılaştırılması, farklı ifadelerin çoğunun kuraklık ortamında gerçekleştiğini gösterdi.”

Başka bir deyişle, bu tür viral enfeksiyon, fare kulağı teresi bitkilerinin kuraklık toleransını değiştirebilir, konakçının hayatta kalmasını teşvik edebilir ve böylece virüsün kendisi de hayatta kalmayı sağlayabilir. Bu, nihayetinde enfeksiyonun stresli koşullar altında bile çoğalmasına ve yayılmasına izin veren şeydir.

Yazarlar, virüsler tarafından bitkilerde kuraklık toleransına neden olmak için kullanılan mekanizmanın muhtemelen evrensel olmadığını ve türler içinde bile büyük olasılıkla farklılık gösterdiğini söylüyorlar. Ancak bu yaygın enfeksiyonları patojenlerden partnerlere nasıl dönüştürebileceğimizi bulabilirsek, ürünlerimizi önümüzdeki kurak dönemlere hazırlamamıza yardımcı olabilir.

 

Kaynak: Scientists Find a Virus That’s Evolved to Protect It’s Host – Depending on The Weather

Buket Erdemli

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir