करिब एक दशकको प्रयास पछि, RIKEN का वैज्ञानिकहरूले बिरुवाहरूलाई माटोबाट फलाम जम्मा गर्न मद्दत गर्ने प्रमुख ट्रान्सपोर्टर प्रोटिनको संरचना निर्धारण गरेका छन्। यस खोजले नयाँ उच्च-शक्ति उर्वरहरूको विकासलाई मार्गदर्शन गर्न सक्छ जसले बोटहरूलाई फलामको कमी भएको माटोबाट फलाम निकाल्न मद्दत गर्दछ।
विश्वव्यापी रूपमा लगभग एक तिहाइ जमिन क्षारीय छ किनभने यसको माटोमा ठूलो मात्रामा क्षारीय नुन, क्याल्सियम कार्बोनेट हुन्छ। यी क्षारीय माटोहरूमा फलाम राम्रोसँग घुलनशील हुँदैन, र फलामको कमीले बोटको वृद्धिलाई गम्भीर रूपमा प्रतिबन्धित गर्न सक्छ।
बायोसिस्टम डाइनामिक्स रिसर्चका RIKEN केन्द्रका अत्सुशी यामागाटा भन्छन्, “माटोबाट फलाम उठाउन सजिलो छैन।
यद्यपि, गहुँ र जौ लगायतका सामान्य घाँसहरूले फलाम कब्जा गर्ने अनौठो रणनीति विकसित गरेको छ। रिहा गर्छन् यौगिकहरू फाइटोसाइड्रोफोरस भनिन्छ जुन माटोमा छोडिन्छ, जहाँ तिनीहरू फलामसँग बाँध्छन् र बिरुवाहरूले आफ्नो जराबाट अवशोषित गर्न सक्ने जटिल बनाउँछन्।
फाइटोसाइड्रोफोरस म्युजिनिक एसिड भनेर चिनिने यौगिकहरू हुन्। तिनीहरूको फलामको कार्गो बोक्ने क्रममा तिनीहरू कोशिका झिल्लीहरूमा ट्रान्सपोर्टर प्रोटीनद्वारा बिरुवाको कोषहरूमा पुन: अवशोषित हुन्छन्। तर यस प्रक्रियाको आणविक संयन्त्रको बारेमा अझै धेरै अज्ञात छ।
अब, यामागाता र उनका सहकर्मीहरूले पहिलो पटक ट्रान्सपोर्टर प्रोटिनको संरचना निर्धारण गरेका छन्।
"हामीले ट्रान्सपोर्टर प्रोटिनको संरचना हल गरेका छौं - दुबै अनबाउन्ड अवस्थामा र जब फलाम बोक्ने फाइटोसाइडरोफोरसँग जोडिएको छ," यामागाटा भन्छिन्। यो महत्वपूर्ण छ किनभने यसले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई कसरी राम्रो आणविक विवरणहरू बुझ्न मद्दत गर्दछ फलाम- कोशिकाहरूमा लैजानको लागि ट्रान्सपोर्टरसँग जटिल अन्तरक्रियाहरू समावेश गर्दछ।
RIKEN टोलीले करिब दस वर्षदेखि ट्रान्सपोर्टर प्रोटिनको संरचना निर्धारण गर्ने प्रयास गरिरहेको थियो। "हामीले एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा विश्लेषणको लागि आवश्यक क्रिस्टलहरू पनि प्राप्त गर्न सकेनौं," यामागाटा भन्छन्। सफलता नामक प्रविधिमा भर्खरको प्रगतिको साथ आयो क्रायो-इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, जसले जमेको नमूनाहरूमा इलेक्ट्रोनहरू फायर गरेर संरचनाहरू प्रकट गर्यो प्रोटिन.
यो अनुसन्धानले अब म्युजिनिक एसिडको डेरिभेटिभहरू विकास गर्न निर्देशन दिइरहेको छ, जुन टोलीले क्षारीय माटोको लागि अत्यधिक प्रभावकारी उर्वरकहरूको नयाँ पुस्ता बन्न सक्छ भन्ने विश्वास गर्दछ।
“तोकुशिमा विश्वविद्यालयका हाम्रा सहयोगी कोसुके नाम्बाले विकास गरेको एउटा सिंथेटिक डेरिभेटिभले सुधार गर्न सक्छ। बोटको वृद्धि प्राकृतिक यौगिक भन्दा एक हजारौं लागतमा मात्र राम्रो, "यामागाटा भन्छन्। proline-2′-deoxymugineic एसिड (PDMA) भनिन्छ, व्युत्पन्न एक महिनाको लागि स्थिर छ। माटो, प्राकृतिक कम्पाउन्डको लागि मात्र एक दिनको तुलनामा।
नाम्बाले अब एक जापानी निर्मातासँग कृषि मलको रूपमा व्यावसायिक प्रयोगको लागि PDMA को उत्पादन मापन गर्न काम गरिरहेको छ।