ไนโตรพลาสต์

ไนโตรพลาสต์ (อังกฤษ: Nitroplast) เป็นออร์แกเนลล์ที่พบในสาหร่ายบางชนิด โดยเฉพาะในสาหร่ายทะเล Braarudosphaera bigelowii ออร์แกเนลล์ชนิดนี้มีบทบาทสำคัญในการตรึงไนโตรเจน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เคยเชื่อกันว่าจำกัดอยู่เฉพาะในแบคทีเรียและอาร์เคียเท่านั้น การค้นพบไนโตรพลาสต์นี้มีนัยยะที่สำคัญต่อการศึกษาทางชีววิทยาของเซลล์และวิทยาศาสตร์การเกษตร
การค้นพบ
ในปี 1998 โจนาธาน เซอร์ (Jonathan Zehr) นักนิเวศวิทยาทางทะเลแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ซานตาครูซ ได้ค้นพบลำดับดีเอ็นเอที่ไม่เคยเป็นรู้จักมาก่อนซึ่งปรากฏว่าเป็นของไซยาโนแบคทีเรียที่มีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนชนิดใหม่ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักในมหาสมุทรแปซิฟิก ลำดับดีเอ็นเอนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า UCYN-A (unicellular cyanobacterial group A - ไซยาโนแบคทีเรียเซลล์เดียวกลุ่ม A) ในขณะเดียวกัน เคียวโกะ ฮากิโนะ (Kyoko Hagino) นักบรรพชีวินวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยโคจิ ก็กำลังศึกษาเพื่อเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเจ้าบ้านของ UCYN-A ซึ่งก็คือสาหร่าย B. bigelowiiHagino Kyoko; Onuma Ryo; Kawachi Masanobu & Horiguchi Takeo (2013) Discovery of an endosymbiotic nitrogen-fixing cyanobacterium UCYN-A in Braarudosphaera bigelowii (Prymnesiophyceae) PLoS One, 8, e81749. doi.org/10.1371/journal.pone.0081749.

การมีอยู่ของไนโตรพลาสต์ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยนักวิจัยที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง B. bigelowii และ UCYN-A ในปี ค.ศ. 2012 โดยในช่วงแรกมีการตั้งสมมติฐานว่า UCYN-A มีบทบาทในการตรึงไนโตรเจน โดยให้สารประกอบดังเช่นแอมโมเนียแก่สาหร่าย อย่างไรก็ตาม การศึกษาต่อมาที่นำโดยโจนาธาน เซอร์ได้รายงานว่า UCYN-A เป็นออร์แกเนลล์

โครงสร้างและการทำงาน
ไนโตรพลาสต์แสดงออกถึงลักษณะทั่วไปของออร์แกเนลล์ ซึ่งสอดคล้องกับหลักเกณฑ์สำคัญสองประการ ได้แก่ การถ่ายทอดแบบจำลองของตนเองระหว่างการแบ่งเซลล์ และการพึ่งพาโปรตีนจากเซลล์เจ้าบ้าน จากการศึกษาด้วยการสร้างภาพ นักวิจัยพบว่าไนโตรพลาสต์แบ่งตัวพร้อมกับเซลล์เจ้าบ้าน ทำให้มั่นใจได้ว่าพวกมันจะถูกถ่ายทอดไปยังเซลล์ลูกได้

นัยยะสำคัญ
การค้นพบไนโตรพลาสต์ได้ท้าทายแนวคิดเดิมที่เชื่อว่ากระบวนการตรึงไนโตรเจนเกิดขึ้นได้เฉพาะในสิ่งมีชีวิตประเภทโพรแคริโอตเท่านั้น การทำความเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของไนโตรพลาสต์จะเปิดโอกาสสำหรับการวิศวกรรมพันธุกรรมในพืชได้ โดยการรวมยีนที่รับผิดชอบต่อการทำงานของไนโตรพลาสต์ โดยนักวิจัยมุ่งหวังที่จะพัฒนาพืชผลที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้ด้วยตัวเอง ซึ่งอาจช่วยลดความจำเป็นในการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

อ้างอิง