Создав растения-«мутанты», исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) выяснили, как части клеток управляют ростом и зеленой окраской растений, пишет портал EurekAlert!. Результаты исследования отражены в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
У растений есть специализированные светочувствительные белки – фитохромы. Они содержатся преимущественно в ядре клетки, которое служит главным контролем для деятельности клеток. Процесс фотосинтеза, который превращает углекислый газ в сахар и способствует росту растений, начинается, когда свет попадает в фитохромы в ядре. Затем ядро должно послать команду суборгану – пластиде, – чтобы превратиться в хлоропласт, который производит зеленый пигмент хлорофилл.
«Ядро похоже на федеральное правительство клетки, в то время как суборган, называемый пластидой, функционирует больше как штат, – сказал Мэн Чен (Meng Chen), доцент кафедры клеточной биологии в Калифорнийском университете в Риверсайде. – До сих пор мы не знали, как ядро посылает пластидам команду "позеленеть", приказывая им активировать гены фотосинтеза».
Исторически, часть проблемы заключалась в определении того, какой из 25 000 ядерных генов отвечает за регулирование процесса озеленения клетки. Чтобы найти регуляторы, Чен и его команда пришли к выводу, что одни и те же гены должны контролировать не только озеленение растений, но и другие процессы, такие как рост. Поэтому они искали регулятор, который отвечал бы за два качества: и высоту растения, и цвет.
Ученые взяли небольшое растение резуховидку (Arabidopsis) и создали его версии, которые не могли производить хлоропласты даже при воздействии света. Затем исследователи попробовали воспроизвести растения-«мутанты»: высоких альбиносов. И им удалось получить несколько мутантов с обоими качествами.
Сравнение ДНК дикого растения с ДНК мутировавшего растения позволило команде идентифицировать два гена, ответственных за регулирование озеленения. Без какого-либо из этих генов растения не реагируют на свет.
Понимание основного контроля развития хлоропластов может иметь большое значение для новых технологий, которые помогут повысить урожайность растений и помочь им справиться с изменением климата.
[Фото: CHAN YUL YOO / UC RIVERSIDE]
