21.11.2015

Как растения спасаются от загара
Исследователи во главе с биологом из Университета штата Вашингтон (УШВ) обнаружили оптимальный механизм, посредством которого растения излечиваются от ботанического эквивалента плохого загара. Статья с выводами учёных, опубликованная в журнале «Труды Национальной академии наук», может привести к развитию культур, которые смогут легче справляться с вызванными солнцем повреждениями, что приведёт к повышению урожайности и рентабельности.

Гельмут Кирхгоф, доцент кафедры биологической химии УШВ и ответственный автор статьи в ТНАН, отмечает, что растениям приходится иметь дело с солнечными повреждениями после эволюции фотосинтеза, произошедшей около 3,5 миллиардов лет назад. Этот процесс позволяет растениям производить энергию, но и создает модифицированные молекулы кислорода, известные как активные формы кислорода, или АФК, которые могут повреждать белки и другие важные молекулы растений.

– Производства АФК невозможно избежать, но можно свести к минимуму, – поясняет Кирхгоф. – Эти молекулы становятся большой проблемой для растений при неблагоприятных условиях окружающей среды, таких как излишек тепла, света или недостаточность питания.

Кирхгоф и его коллеги сосредоточились на специализированной системе фотосинтезирующих мембран внутри хлоропласта, которые преобразуют солнечный свет в энергию. Эти мембраны содержат сложные молекулярные наномашины, которые являются главной мишенью окислительного повреждения. Другие наномашины могут восстанавливать этот ущерб.

Ранее исследователи обнаружили, что подобные машины осуществляют ремонт в несколько этапов. Каждый следующий этап зависит от успеха предшествующего, и Кирхгоф с коллегами выяснили, что требуемая последовательность шагов устанавливается при помощи распределения различных ремонтных белков в разные участки мембраны. Подобный сложный процесс гарантируется складыванием мембраны.

– До недавних пор учёным не было известно, каким образом гарантируется последовательность действий, – признался Кирхгоф. – Полученные нами результаты показывают, что мы должны понять структурные характеристики и динамику фотосинтетических мембран для того, чтобы разобраться с ремонтом преобразующих энергию наномашин. Подобной цели раньше не ставилось.

– Вполне возможно, это новое знание позволит ученым осуществить мутации растений с архитектурой мембран, которая будет осуществлять более эффективный ремонт, – высказал свои надежды Кирхгоф. – Это позволит адаптировать растения к географическим регионам или климатическим зонам. Улучшение способов восстановления будет очень полезно для жаркого и солнечного климата, но достаточно контрпродуктивно для умеренных климатических зон.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

8 + 5 =