Istraživački tim je istražio promene na nivou proteoma u ubranim cvetovima brokolija koji se čuvaju na sobnoj temperaturi i u frižideru koristeći Tandem Mass Tag (TMT) tehnologiju. Njihovi nalazi otkrivaju da temperature skladištenja na hladnom smanjuju puteve razgradnje proteina i ključne metaboličke aktivnosti, uključujući autofagiju i metabolizam ugljenika.
Uvidi studije u molekularne mehanizme starenja brokolija mogu dovesti do strategija za produženje svežine i roka trajanja voća i povrća, poboljšanje upravljanja posle berbe, smanjenje rasipanja hrane i poboljšanje korišćenja poljoprivrednih resursa.
Porodica Brassicaceae uključuje široko uzgajane povrtarske kulture, pri čemu se najviše konzumira brokoli i sadrži bioaktivna jedinjenja poput glukozinolata. Iako je objavljeno nekoliko transkriptomskih studija o odgovorima brokolija na stres, postoji ograničeno znanje o dinamici proteina tokom starenja posle žetve.
Sadašnja transkriptomika često ne uspeva da se uskladi sa ekspresijom proteina, naglašavajući potrebu za proteomskim pristupima za proučavanje promena proteina. TMT tehnologija, metoda visoke propusnosti, omogućava preciznu kvantifikaciju proteina obeležavanjem peptida, što je čini idealnom za ovo istraživanje.
Studija, objavljena u časopisu Istraživanje povrća 2. aprila 2024., istražuje hipotezu da starenje uključuje različite procese koji se mogu identifikovati po profilima proteina, analizirajući ubran brokoli koji se čuva na različitim temperaturama koristeći TMT tehnologiju.
Da bi se istražili proteomski odgovori na temperature skladištenja u brokoliju, brokoli uzgajan na farmi je čuvan na 4 ° C i 25 ° C tokom 1, 3 i 5 dana, nakon čega je usledilo proteomsko profilisanje korišćenjem TMT tehnologije. Rezultati su pokazali da je brokoli čuvan na 4°C zadržao svoju zelenu boju i čvrstoću duže od onih čuvanih na 25°C, koji su brzo požuteli i uvenuli.
Identifikovani su diferencijalno eksprimirani proteini (DEPs), sa 1.714 DEP na 25°C i 2.276 DEP na 4°C. Analiza Venovog dijagrama je otkrila 156 proteina sa povećanom regulacijom na 4°C i 221 na 25°C, sa više DEP-a koji je povećan 3. i 5. dana na 25°C. Proteini uključeni u odgovor na stres i metaboličke puteve bili su više regulisani na 25°C, što ukazuje na ubrzano starenje na višim temperaturama.
Proteini povezani sa ubikvitin-proteasomskim putem su različito eksprimirani, naglašavajući uticaj temperature na degradaciju proteina i starenje. Funkcionalna kategorizacija DEP-a je pokazala da je skladištenje na sobnoj temperaturi dovelo do veće biološke aktivnosti, dok je skladištenje na nižim temperaturama smanjilo starenje usporavanjem metaboličkih procesa.
Štaviše, rezultati testa prolaznosti duvana pokazali su da bi prekomerna ekspresija identifikovanih homologa gena Arabidopsis gena brokolija HIRD1 i proteina koji interaguje sa harpinom (HrpN) ubrzala starenje listova u epidermalnom tkivu duvana. Ovi nalazi sugerišu da se specifična dinamika proteina tokom starenja može usmeriti na razvoj strategija za produženje roka trajanja brokolija.
Prema rečima glavnog istraživača studije, Tie Liua, „Uključivanje proteomike u istraživanje biologije posle žetve omogućava sveobuhvatno razumevanje molekularnih promena koje utiču na karakteristike kvaliteta brokolija tokom skladištenja i transporta. Ovo znanje može dovesti do poboljšanja praksi upravljanja posle žetve, smanjenja rasipanja hrane , i boljeg korišćenja poljoprivrednih resursa“.
Ukratko, ova studija je koristila TMT tehnologiju za analizu promena na nivou proteoma u ubranom brokoliju uskladištenom na 25°C i 4°C. Niže temperature su smanjile puteve razgradnje proteina i smanjile ključne metaboličke aktivnosti. Identifikovanje ovih proteina i puteva pruža uvid u regulatorne mreže tokom starenja, nudeći strategije za produženje svežine i roka trajanja brokolija.
Buduća istraživanja bi mogla da ciljaju ove proteine kako bi poboljšali kvalitet posle žetve, smanjili rasipanje hrane i razvili održive prakse upravljanja posle žetve.
