Domates ve patatesler bakterilere karşı daha dirençli hale geliyor: Yapay zeka bitki savunmasında nasıl devrim yaratıyor?

Ancak bakteriler sürekli mutasyona uğrayarak, tanınmaktan kaçınmak ve böylece bitkinin savunmasını aşmak için flagellinlerini değiştirirler. İşte yapay zekâ tam da bu noktada devreye girer: Araştırmacılar, doğal olarak flagellin varyantlarını tanıyabilen yabani asma, Çin meşesi, yıldız yasemini ve soya fasulyesi gibi bitki türlerinde bulunan FLS2 reseptörlerinin üç boyutlu modellerini oluşturmak için AlphaFold 3'ü kullandılar. Yapay zekâ modeli, reseptörün yüzeyinde en zor bulunan bakteri formlarını tanımak için gerekli olan 13 amino asit tespit etti.

Ekip, sentetik biyoloji tekniklerini kullanarak bu bölgeleri özel olarak değiştirerek, daha önce belirli patojenleri tespit edemeyen bitkilerdeki FLS2 reseptörünü yeniden programladı ve bu sayede daha önce "görünmez" olan bakteri varyantlarının varlığında bile etkili bir bağışıklık tepkisi oluşturabildiler.

Hem laboratuvarda hem de serada doğrulanan sonuçlar, modifiye edilmiş bitkilerin, mevcut enfeksiyonların varlığında bile, bitki büyümesi üzerinde yan etki yaratmadan etki edebilen güçlendirilmiş bir bağışıklık tepkisi geliştirdiğini gösterdi.

Çalışmanın başyazarı ve bitki patolojisi profesörü Gitta Coaker, "Bakterilerin kazandığı, yenilmiş bir reseptörü yeniden canlandırabildik ve bu sayede bitkiye enfeksiyona karşı çok daha hedefli ve kesin bir direnç şansı verdik" dedi.

Araştırmacılara göre, bağışıklık reseptörlerinin hedefli modifikasyonu, istilacı transgenik tekniklere başvurmadan bitkileri güçlendirmek için yeni bir strateji sunabilir. Şu anda birincil hedef, bitkileri 200'den fazla bitki türünü enfekte edebilen ve önemli tarımsal kayıplara neden olabilen Ralstonia solanacearum gibi bakterilere karşı daha dirençli hale getirmektir.