در تحقیقات منتشر شده در Science، یک تیم بین المللی از محققان به رهبری دانشمندان در مرکز RIKEN برای علوم منابع پایدار در ژاپن، دانشگاه کشاورزی و جنگلداری فوجیان، چین، و دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، کشف کردند. مکانیسم‌هایی که از طریق آن کریپتوکروم 2 - یک گیرنده نوری کلیدی که به گیاهان اجازه می‌دهد به نور آبی پاسخ دهند - روشن و خاموش می‌شود و به گیاهان اجازه می‌دهد به نور پاسخ دهند.
گیاهان برای انجام فتوسنتز به نور متکی هستند، اگرچه انرژی تولید می کنند، اما پاسخ به نور از راه های دیگر نیز مهم است.گیاهان در طول شب با استفاده از انرژی ذخیره شده در طول روز رشد می کنند و گیاهان روز بلند زمانی شروع به گلدهی می کنند که روز طولانی تر و شب کوتاه تر شود. اگرچه مدتها مشخص بود که نور آبی نقش کلیدی در فعال کردن پاسخ گیاهان در محیط نور طبیعی دارد، از طریق عمل کریپتوکروم‌ها - گیرنده‌های نور آبی - و سایر گیرنده‌های نوری، مکانیسمی که از طریق آن پاسخ روشن و خاموش می‌شود، مبهم باقی ماند..
در سال های اخیر، پیشرفت قابل توجهی در درک عملکرد کریپتوکروم ها صورت گرفته است. در ابتدا فرض بر این بود که گیرنده ها از طریق فرآیند "تقلیل نوری" فعال و غیرفعال می شوند - سیستمی مانند سیستمی که در فرآیند فتوسنتز استفاده می شود که در آن الکترون ها منتقل می شوند و انرژی را در بین مولکول ها حرکت می دهند.
برای تعیین اینکه آیا این مکانیسم واقعی است یا خیر، گروه با غربالگری خطوط تراریخته آرابیدوپسیس - یک علف مدل مورد استفاده در ژنتیک گیاهان - با استفاده از کتابخانه FOX که توسط تاکاناری ایچیکاوا و مینامی ماتسویی از مرکز علوم گیاهی سابق RIKEN ایجاد شده بود، شروع کردند. ، برای یافتن خطوطی که فنوتیپ هایی شبیه به سویه جهش یافته را بیان می کنند که به نور آبی به درستی پاسخ نمی دهد.آنها خطوطی را شناسایی کردند که پروتئینی به نام BIC1 را بیش از حد بیان می کنند که با فنوتیپ جهش یافته مطابقت دارد. آنها تشخیص دادند که این پروتئین عملکرد گیرنده نوری کریپتوکروم 2 را مسدود می کند.
بعلاوه، از طریق یک سری آزمایش، آنها توانستند نشان دهند که این یک فرآیند کاهش نور نیست، و مکانیسم دقیقی را که از طریق آن این اتفاق می افتد، کشف کردند. به نظر می رسد که کریپتوکروم 2 در مواجهه با نور آبی دچار یک تغییر ساختاری می شود - شکل دایمر به خود می گیرد - و این شکل همودایمر شکل فعال است. فرم دایمر، با این حال، در حضور پروتئین BIC1 ناپدید شد. ماتسویی، یکی از رهبران این مطالعه، می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که یک مکانیسم حساسیت‌زدایی وجود دارد که در آن گیرنده نوری فعال‌شده نوری در نور آبی تنظیم می‌شود تا از پاسخ اضافی جلوگیری شود. این مهم است زیرا به گیاهان اجازه می‌دهد هموستاز را حفظ کنند. پاسخگویی به نور آبی آنها به منظور انطباق با محیط نور نوسان در طبیعت."
Matsui ادامه می دهد، "از طریق این کار، امیدواریم یاد بگیریم که چگونه می توانیم از عملکرد BIC1 برای توسعه گیاهانی با ویژگی های زیست توده بهتر استفاده کنیم. این کار همچنین مهم است زیرا کریپتوکروم های حیوانی همودایمرها را تشکیل می دهند و این می تواند به ما کمک کند. سرنخ هایی در مورد چگونگی حفظ ریتم شبانه روزی در حیوانات به دست آورید."
