ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് സസ്യങ്ങളുടെ നശീകരണത്തിന്റെ തന്മാത്രാ സംവിധാനം വെളിപ്പെടുത്തി

700,000 ടണ്ണിലധികം വാർഷിക ഉൽപ്പാദനം ഉള്ള ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ലോകത്ത് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതും ഏറ്റവും വലിയ കളനാശിനിയുമാണ്.കള പ്രതിരോധവും ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ ദുരുപയോഗം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പാരിസ്ഥിതിക പരിസ്ഥിതിക്കും മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിനും സാധ്യമായ ഭീഷണികളും വലിയ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. 

മെയ് 29-ന്, ഹുബെ സർവകലാശാലയിലെ സ്കൂൾ ഓഫ് ലൈഫ് സയൻസസും പ്രൊവിൻഷ്യൽ, മിനിസ്റ്റീരിയൽ ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റുകളും സംയുക്തമായി സ്ഥാപിതമായ സ്റ്റേറ്റ് കീ ലബോറട്ടറി ഓഫ് ബയോകാറ്റലിസിസ് ആൻഡ് എൻസൈം എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള പ്രൊഫസർ ഗുവോ റൂയിറ്റിംഗിന്റെ സംഘം ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണ പ്രബന്ധം ജേണൽ ഓഫ് ഹാസാർഡസ് മെറ്റീരിയലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ബാർനിയാർഡ് പുല്ലിന്റെ ആദ്യ വിശകലനം.(ഒരു മാരകമായ നെൽച്ചെടി)-ഉത്പന്നമായ ആൽഡോ-കെറ്റോ റിഡക്റ്റേസ് AKR4C16, AKR4C17 എന്നിവ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് നശീകരണത്തിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തന സംവിധാനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ തന്മാത്രാ പരിഷ്‌ക്കരണത്തിലൂടെ AKR4C17 വഴി ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ ഡീഗ്രഡേഷൻ കാര്യക്ഷമത വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

വളരുന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധം.

1970-കളിൽ അവതരിപ്പിച്ചതുമുതൽ, ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ലോകമെമ്പാടും പ്രചാരത്തിലുണ്ട്, ക്രമേണ അത് വിലകുറഞ്ഞതും ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതും ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയുള്ളതുമായ ബ്രോഡ്-സ്പെക്ട്രം കളനാശിനിയായി മാറി.സസ്യവളർച്ചയിലും രാസവിനിമയത്തിലും ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന എൻസൈമായ 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) പ്രത്യേകമായി തടയുന്നതിലൂടെ കളകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള സസ്യങ്ങളിൽ ഇത് ഉപാപചയ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.മരണവും.

അതുകൊണ്ട്, ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ട്രാൻസ്ജെനിക് വിളകളുടെ പ്രജനനം, വയലിൽ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ഉപയോഗിക്കൽ എന്നിവ ആധുനിക കൃഷിയിൽ കളകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന മാർഗമാണ്. 

എന്നിരുന്നാലും, ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗവും ദുരുപയോഗവും കൊണ്ട്, ഡസൻ കണക്കിന് കളകൾ ക്രമേണ പരിണമിക്കുകയും ഉയർന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് സഹിഷ്ണുത വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.

കൂടാതെ, ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ വിളകൾക്ക് ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, ഇത് വിളകളിൽ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് അടിഞ്ഞുകൂടുന്നതിനും കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഭക്ഷ്യ ശൃംഖലയിലൂടെ എളുപ്പത്തിൽ വ്യാപിക്കുകയും മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് അപകടമുണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും. 

അതിനാൽ, കുറഞ്ഞ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് അവശിഷ്ടങ്ങളുള്ള ഉയർന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ട്രാൻസ്ജെനിക് വിളകൾ കൃഷിചെയ്യുന്നതിന്, ഗ്ലൈഫോസേറ്റിനെ നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ജീനുകൾ കണ്ടെത്തേണ്ടത് അടിയന്തിരമാണ്.

സസ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് നശിപ്പിക്കുന്ന എൻസൈമുകളുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും കാറ്റലറ്റിക് പ്രതികരണ സംവിധാനവും പരിഹരിക്കുന്നു

2019-ൽ, ചൈനീസ്, ഓസ്‌ട്രേലിയൻ ഗവേഷണ സംഘങ്ങൾ രണ്ട് ഗ്ലൈഫോസേറ്റ്-നശിപ്പിക്കുന്ന ആൽഡോ-കെറ്റോ റിഡക്റ്റേസുകൾ, AKR4C16, AKR4C17 എന്നിവ ആദ്യമായി ഗ്ലൈഫോസേറ്റ്-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ബാർനിയാർഡ് പുല്ലിൽ നിന്ന് കണ്ടെത്തി.ഗ്ലൈഫോസേറ്റിനെ നോൺടോക്സിക് അമിനോമെതൈൽഫോസ്ഫോണിക് ആസിഡിലേക്കും ഗ്ലൈഓക്‌സിലിക് ആസിഡിലേക്കും തരംതാഴ്ത്താൻ അവർക്ക് NADP+ ഒരു സഹഘടകമായി ഉപയോഗിക്കാം.

AKR4C16, AKR4C17 എന്നിവ സസ്യങ്ങളുടെ സ്വാഭാവിക പരിണാമം വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് നശിപ്പിക്കുന്ന എൻസൈമുകളാണ്.ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ അപചയത്തിന്റെ തന്മാത്രാ സംവിധാനം കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനായി, ഈ രണ്ട് എൻസൈമുകളും കോഫാക്ടർ ഹൈയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഗുവോ റൂയിറ്റിംഗിന്റെ സംഘം എക്സ്-റേ ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫി ഉപയോഗിച്ചു.റെസല്യൂഷന്റെ സങ്കീർണ്ണ ഘടന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ്, NADP+, AKR4C17 എന്നിവയുടെ ത്രിതീയ സമുച്ചയത്തിന്റെ ബൈൻഡിംഗ് മോഡ് വെളിപ്പെടുത്തി, കൂടാതെ AKR4C16, AKR4C17-മെഡിയേറ്റഡ് ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ഡീഗ്രേഡേഷൻ എന്നിവയുടെ കാറ്റലിറ്റിക് റിയാക്ഷൻ മെക്കാനിസം നിർദ്ദേശിച്ചു.

AKR4C17/NADP+/ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് സമുച്ചയത്തിന്റെ ഘടനയും ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ഡീഗ്രേഡേഷന്റെ പ്രതികരണ സംവിധാനവും.

തന്മാത്രാ പരിഷ്ക്കരണം ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

AKR4C17/NADP+/glyphosate-ന്റെ മികച്ച ത്രിമാന ഘടനാപരമായ മോഡൽ ലഭിച്ചതിന് ശേഷം, പ്രൊഫസർ ഗുവോ റൂയിറ്റിംഗിന്റെ സംഘം ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ കാര്യക്ഷമതയിൽ 70% വർദ്ധനയോടെയും എൻസൈം രൂപകല്പനയിലൂടെയും ഒരു മ്യൂട്ടന്റ് പ്രോട്ടീൻ AKR4C17F291D നേടി.

AKR4C17 മ്യൂട്ടന്റുകളുടെ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ്-നശിപ്പിക്കുന്ന പ്രവർത്തനത്തിന്റെ വിശകലനം.

"ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ അപചയത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന AKR4C16, AKR4C17 എന്നിവയുടെ തന്മാത്രാ സംവിധാനം ഞങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് AKR4C16, AKR4C17 എന്നിവയുടെ ഗ്ലൈഫോസേറ്റിന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കൂടുതൽ പരിഷ്‌ക്കരണത്തിന് ഒരു പ്രധാന അടിത്തറയിടുന്നു."ഉയർന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് ഡീഗ്രേഡേഷൻ കാര്യക്ഷമതയോടെ അവർ ഒരു മ്യൂട്ടന്റ് പ്രോട്ടീൻ AKR4C17F291D നിർമ്മിച്ചതായി പേപ്പറിന്റെ അനുബന്ധ രചയിതാവ്, ഹുബെയ് സർവകലാശാലയിലെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ ഡായ് ലോങ്ഹായ് പറഞ്ഞു, ഇത് കുറഞ്ഞ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ട്രാൻസ്ജെനിക് വിളകളും കുറഞ്ഞ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ട്രാൻസ്ജെനിക് വിളകളും ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള എഞ്ചിനീയറിംഗ് വിളകൾ കൃഷി ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഉപകരണം നൽകുന്നു. പരിസ്ഥിതിയിൽ ഗ്ലൈഫോസേറ്റ് നശിപ്പിക്കുന്നു.

ബയോഡീഗ്രേഡേഷൻ എൻസൈമുകൾ, ടെർപെനോയിഡ് സിന്തേസുകൾ, പരിസ്ഥിതിയിലെ വിഷവും ദോഷകരവുമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഡ്രഗ് ടാർഗെറ്റ് പ്രോട്ടീനുകൾ എന്നിവയുടെ ഘടന വിശകലനം, മെക്കാനിസം ചർച്ച എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണത്തിൽ ഗുവോ റൂയിറ്റിംഗിന്റെ ടീം വളരെക്കാലമായി ഏർപ്പെട്ടിരുന്നുവെന്ന് റിപ്പോർട്ട്.ടീമിലെ ലി ഹാവോ, അസോസിയേറ്റ് ഗവേഷകനായ യാങ് യു, ലക്ചറർ ഹു യുമേയ് എന്നിവർ പേപ്പറിന്റെ സഹ-ആദ്യ രചയിതാക്കളും ഗുവോ റൂയിറ്റിംഗും ഡായ് ലോങ്ഹായും സഹ-അനുയോജ്യ രചയിതാക്കളുമാണ്.