یک تیم تحقیقاتی اکنون یک قدم به پاسخ این سئوال نزدیکتر شده اند. چارلز داروین بیش از بقیه بر علم گیاه شناسی تأثیر داشته است. اگرچه تحقیقات این محقق در مورد جزایر گالاپاگوس و نظریه های او در مورد تکامل بسیار شناخته شده است، اما افراد کمتری از کمک های او به این علم آگاه هستند. یک تیم تحقیقاتی چند ملیتی اکنون به پیشرفت قابل توجهی در یافتن پاسخ این سئوال کلیدی دست پیدا کرده اند که به داروین بازمی گردد. برای یافتن پاسخ این سئوال با های فن تک همراه باشید.
داروین در کتاب خود با عنوان «قدرت حرکت در گیاهان» که سال 1880 منتشر شده بود، اشاره کرد که گیاهان ممکن است در جهت خاصی در پاسخ به علائم محیطی مانند نور یا گرانش رشد کنند. داروین عقیده داشت که برای توضیح این موضوع، یک عامل باید از ناحیه ادراک محرک به ناحیه واکنش حرکت کند. با این حال، داروین هرگز نتوانست این تأثیر را شناسایی کند.
این "ماده تسریع کننده رشد" به عنوان هورمون اکسین در سال 1926 کشف شد و به دنبال آن دانشمندان دریافتند که اکسین عامل رشدی است که اکثر پاسخ های گیاه به تغییرات محیطی را کنترل می کند. با این حال، انتقال مستقیم مولکول اکسین از طریق سلول ها برای اطمینان از تخصیص پاسخ اکسین به ناحیه مناسب گیاه ضروری است.
در دهه 1990، سرانجام خانواده ای از پروتئین ها به نام PIN FORMED (PIN) به عنوان عامل کلیدی برای این فرآیند شناسایی شد. آنها این نام را از مورفولوژی مشخصی گرفته‌اند: این گیاه با برگ های سوزنی شکل بدون شاخه به گل تبدیل شد.
مشخص شد که پروتئین های PIN ناقل اکسین هستند. عملکرد آنها در ایجاد گرادیان های اکسین بافت های گیاهی نقش حیاتی دارد. مسیری که به دنبال آن رشد و نمو گیاه را هدایت می کند.
گروه Pedersen با همکاران دانشگاه فنی مونیخ به سرپرستی دانشیار اولریش هامز، اکنون اولین پایه ساختاری انتقال اکسین توسط پروتئین های PIN را ارائه داده اند که با خصوصیات بیوشیمیایی دیگری ترکیب شده است.
نتایج در نهایت مکانیسم مولکولی پشت انتقال اکسین را نشان می دهد. علاوه بر آن، مشخص شد که چگونه طیف وسیعی از علف‌کش‌های پرکاربرد، که به عنوان اکسین های مصنوعی و آنتی اکسین شناخته می‌شوند، در شناسایی پروتئین‌های PIN کمک کردند.
تحقیقات از مدتها قبل شروع شده است
پروفسور Bjørn Panyella Pedersen، سرپرست این مطالعه، گفت: "که این پروژه به دلیل مجموعه‌ای از ارتباطات شگفت‌انگیز و بی‌نظیر بوده است:
ما این پروژه را در سال 2016 آغاز کردیم، زمانی که به طور تصادفی، در یک سخنرانی عمومی که در مورد فیزیولوژی گیاهی بود، به طور گذرا نام اکسین را شنیدم. این من را به یاد دوران دانشگاه زمانی که دانشجوی رشته زیست شناسی بودم انداخت و باعث شد تصمیم بگیرم که در مورد این موضوع تحقیقات بیشتری انجام دهم. در کمال تعجب، هیچ توصیف بیوشیمیایی یا ساختاری وجود نداشت و من احساس کردم که اینجا مکانی است که می‌توانیم تفاوت ایجاد کنیم. ”
با این حال، تقریباً یک سال تحقیقات متوقف شد تا اینکه اولریش هامز با آزمایشگاه پدرسن تماس گرفت تا در پروژه‌ای کاملاً متفاوت درباره ی تعادل یون در جلبک‌ها همکاری کند.
Bjørn توضیح می دهد: "ما به سرعت علاقه متقابل خود را در حمل و نقل اکسین کشف کردیم و همکاری بسیار مفیدی را در این زمینه شروع کردیم. بعد از این، گروه من چهار سال طول کشید تا موفق شوند یک نمونه بیوشیمیایی تهیه کنند تا بتوانند به عنوان داده ارائه دهند. این کار حاصل تلاش متمرکز دو فوق دکترای عالی در آزمایشگاه، میکائیل وینکلر و بعداً کین لام اونگ بود. این پروژه نمونه خوبی از یک اصل قدیمی در تحقیقات ما با نام " Junk in – Junk out" است.
گروه Bjørn Panyella Pedersen در درک فرآیندهای انتقال پروتون در سراسر غشای سلولی متخصص هستند و کار آنها اغلب مرتبط با رشته فیزیولوژی گیاهی است.