Bitkide azot doyumu, nitrojenazda ilk bağlanma ve kendi durumunu kullanan bir nanogözenek, seçiciliğin farklı ölçeklerde bir geçiş eşiğinde kurulduğunu gösteriyor.
Bilim··Sabah
Arabidopsis'in azot doyum mesajı
New York Üniversitesi'nden Gloria Coruzzi'nin ekibi, Arabidopsis thaliana'da organik azot durumunu genlere aktaran HHO5 adlı transkripsiyon faktörünü ve onun düzenleyici ortağı WRKY21'i tanımladı. Haber, bitkinin çevresinde azot bulunup bulunmadığını sormaktan daha dar bir denetim noktası tarif ediyor: hücre, alınmış azotun oluşturduğu organik bileşikleri değerlendiriyor ve alım düzenini buna göre ayarlıyor. HHO5'in bulunmadığı bitkiler belirli koşullarda daha fazla azot aldı; bu sonuç, proteinin yeterlilik durumunda alımı frenleyen düzenin bir parçası olduğunu gösteriyor. Tarımsal bağlam önemli, çünkü uygulanan gübrenin tamamı bitkiye geçmiyor; toprakta kalan bölüm su yollarına karışabiliyor veya güçlü bir sera gazı olan diazot monoksit biçiminde atmosfere çıkabiliyor. Yine de yayımlanan bulgu Arabidopsis'e, laboratuvar ile sera ortamına ait. Haber, tarla ürünlerinde aynı düzenin gösterildiğini ya da HHO5'i değiştiren bir çeşidin hazır olduğunu bildirmiyor. Şimdilik somut gelişme, bitkinin azot alımını yalnız dışarıdaki kaynağa değil, içerideki doyum durumuna bağlayan HHO5-WRKY21 düğümünün belirlenmesi.[1]
Nitrojenazın en zor ilk teması
MIT'den Daniel Suess ve çalışma arkadaşları, azot gazını canlıların kullanabileceği biçimlere çeviren nitrojenaz ailesindeki verim farkını ilk bağlanma adımında konumlandırdı. Ailenin molibden taşıyan türü en verimli, vanadyum taşıyan türü orta, yalnız demir taşıyan türü ise en düşük verimli sınıf olarak biliniyor. Ekip doğal kofaktörlerin sadeleştirilmiş demir-kükürt benzerlerini kurdu ve merkezdeki metalleri değiştirerek azotun ilk temasındaki elektron düzenini karşılaştırdı. Haber, azot-azot bağının çözülmeye başlamasından sonraki ilerlemeden çok, molekülün metal merkezine ilk kez tutunmasının ayırıcı olduğunu aktarıyor. Molibden bulunduğunda metaller arası elektronik işbirliği devreye girebiliyor; yalnız demirli düzende yük daha büyük ölçüde demir merkezinde kalıyor. Bu çerçeve, bitkideki HHO5 düğümünden farklı bir katmanda aynı temel soruyu açıyor: azot akışının hangi geçişte seçildiği. Sonuç doğal enzimin tamamından değil, sentetik model bileşiklerden geliyor ve sınıflar arasında sayısal bir verim karşılaştırması sunmuyor. Haber bu nedenle yeni bir endüstriyel azot bağlama sistemi değil, verim farkının araştırılacağı kimyasal adımı daha kesin biçimde yerleştiriyor.[2]
Kendi geçmişini kullanan nanogözenek
Osaka Üniversitesi SANKEN'den Makusu Tsutsui ile Tomoji Kawai'nin katı hâl nanogözeneği, seçimi sabit bir açıklıktan geçirmek yerine açıklığın değişen durumuna bağlıyor. Gözenek içindeki kimyasal tepkimeler mineral birikimini oluşturup çözüyor; yapı böylece dışarıdan aç-kapa komutu almadan çevrim yapıyor. Bir molekül geçerken oluşan elektriksel izin boyu, süresi ve zamanlaması gözenek o anda açık, daralmış ya da geçiş hâlindeyken değişiyor. Duruma bağlı izler hesaplamalı olarak molekül kimliğine bağlandı; düzenek DNA'nın dört nükleotidini ve yedi amino asidi ayırdı, birden fazla nükleotit içeren karışımlar da ele alındı. Bildirilen başarı denetimli laboratuvar ortamına ait; karmaşık gerçek örneklerdeki davranış haberde bulunmuyor. Üç gelişmenin ortak düzeni burada tamamlanıyor. HHO5, bitkinin içerideki azot yeterliliğini alım faaliyetine bağlıyor; nitrojenaz çalışması azotun metal merkezine ilk tutunmasını verim ayrımına yerleştiriyor; nanogözenek ise önceki çevrimin bıraktığı fiziksel durumu bir sonraki molekülün elektriksel izine katıyor. Biri canlı bitki, biri enzim benzeri kimya, biri yapay algılayıcı olsa da her haberde seçicilik tek bir madde özelliğinden değil, maddenin belirli bir geçiş anındaki bağlamından okunuyor.[3], [1], [2]
