میکروپپتیدها: ابزارهای مولکولی برای ارتقای امنیت غذایی در کشاورزی پایدار

میکروپپتیدها به‌عنوان گروهی نوظهور از مولکول‌های تنظیمی، نقش مهمی در شبکه‌های پیام‌رسانی، رشد و معماری گیاهان ایفا می‌کنند. پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های توالی‌یابی نسل جدید و ابزارهای بیوانفورماتیکی نشان داده است که بخش قابل‌توجهی از ژنوم که پیش‌تر غیررمزشونده تلقی می‌شد، قادر به تولید پپتیدهای کوچک زیست‌فعال است. این میکروپپتیدها اغلب توسط چارچوب‌های خوانش کوتاه (small open reading frames, sorfs)  واقع در نواحی بین‌ژنی، نواحی غیرترجمه‌شونده و به‌ویژه آر‌ان‌اهای غیررمزشونده‌ای مانند آر‌ان‌اهای بلند غیررمزشونده (long non coding rnas, lncrnas)  و آر‌ان‌اهای حلقوی (circular rnas, circrnas)  و حتی رونوشت‌های اولیه mirna رمز می‌شوند. شواهد فزاینده نشان می‌دهد که این پپتیدها به‌عنوان لیگاندهای پیام‌رسان یا تنظیم‌کننده‌های درون‌سلولی، فرآیندهای کلیدی از جمله حفظ مریستم‌ها، رشد ریشه جانبی، الگویابی روزنه‌ها، پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی و سازگاری گیاه با شرایط محیطی را کنترل می‌کنند. خانواده‌هایی نظیر cle، rgf، psk، cep وepf  مهم‌ترین نمونه‌های میکروپپتیدهای گیاهی هستند که از طریق اتصال به گیرنده‌های غشایی و فعال‌سازی مسیرهای پیام‌رسانی پایین‌دستی، بیان ژن و تمایز سلولی را تنظیم می‌کنند. در مجموع، شناخت بهتر میکروپپتیدها و ارتباط آن‌ها با آر‌ان‌اهای غیررمزشونده، افق‌های جدیدی برای درک تنظیم رشد گیاه و توسعه راهبردهای نوین به‌نژادی و کشاورزی پایدار در مواجهه با چالش‌های تغییر اقلیم و امنیت غذایی فراهم می‌سازد.

molecular tools for enhancing food security in sustainable agriculture

micropeptides have emerged as a novel class of regulatory molecules that play crucial roles in signaling networks, growth regulation, and plant architecture. recent advances in next-generation sequencing technologies and bioinformatic analyses have revealed that a substantial portion of genomic regions previously considered non-coding are capable of producing biologically active small peptides. these micropeptides are typically encoded by short open reading frames (sorfs) located within intergenic regions, untranslated regions, and especially within non-coding rnas such as long non-coding rnas (lncrnas), circular rnas (circrnas), and even primary microrna transcripts. increasing evidence indicates that micropeptides function as signaling ligands or intracellular regulators, orchestrating key developmental and physiological processes including meristem maintenance, lateral root formation, stomatal patterning, responses to biotic and abiotic stresses, and overall environmental adaptation in plants. well-characterized families such as cle, rgf, psk, cep, and epf exemplify plant micropeptides that exert their effects through binding to membrane-bound receptors and activating downstream signaling cascades, ultimately modulating gene expression and cell differentiation. collectively, improved understanding of micropeptides and their intimate relationship with non-coding rnas provides new insights into plant growth regulation and opens promising avenues for crop improvement and sustainable agricultural strategies under the challenges of climate change and global food security.