Ученые из Даремского университета вместе с коллегами из Кембриджа, Ноттингема и Ливерпуля впервые составили полную карту особой клеточной системы, которая помогает растениям выживать в стрессовых условиях. Исследование посвящено процессу под названием SUMO-илирование.
Это особый способ изменения белков, который работает как молекулярный переключатель: он управляет ростом клеток, их делением и тем, как организм реагирует на изменения в окружающей среде. SUMO-механизмы есть не только у растений, но и у животных, включая человека.
Чтобы понять, как разные части этой системы взаимодействуют, ученые взяли в качестве модели хорошо изученное растение Arabidopsis thaliana и создали подробный «атлас» SUMO-клеток. Он показывает, какие компоненты системы активируются в конкретных тканях и при каких условиях. Так, в корнях оказалось, что разные зоны включают SUMO-илирование по-своему, формируя точечные ответы на засоление почвы, засуху или нападение патогенов.
Особый интерес вызвал фермент SCE1, который оказался главным драйвером стрессовых реакций во всех проверенных случаях. Другие ферменты, в основном специализированные протеазы, включались только в определенных ситуациях. Такой многоуровневый механизм позволяет растениям гибко подстраиваться под изменения среды.
Понимание ключевых элементов SUMO-системы открывает новые возможности для практики. В будущем это поможет создавать сорта пшеницы, риса и других культур, которые будут лучше переносить жару, нехватку воды, повышенную соленость или болезни. Для сельского хозяйства и продовольственной безопасности в условиях изменения климата это особенно важно.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые из Тюмени научились защищать урожай в засуху.
