Немецкие ученые раскрыли внутренний молекулярный «переключатель», благодаря которому растения могут гибко и быстро приспосабливать свой рост к меняющимся внешним условиям. Исследовательская группа под руководством профессора Юргена Кляйне-Вена из Фрайбургского университета обнаружила, что ключевую роль в этом процессе играет ранее неизвестная функция клеточного механизма деградации ERAD. Этот механизм действует на заднем плане, определяя, будет ли фитогормон ауксин, основной регулятор роста, доступен для клетки.
В центре открытия находятся так называемые белки PILS, которые выполняют функцию регуляторов для ауксина внутри клетки. Именно они решают, удерживать гормон или высвободить его для активации процессов роста. Количество этих белков является важным фактором. Ученые выяснили, что клеточный механизм ERAD динамически регулирует уровень белков PILS в зависимости от сигналов извне. Когда окружающая среда меняется и растению требуется активировать рост, например, направить корни вглубь почвы или изогнуть стебель к свету, система ERAD начинает уничтожать белки-регуляторы. Это освобождает ауксин и позволяет растению переключить режим развития.
В стабильных же условиях белки PILS остаются нетронутыми и подавляют гормональный ответ, предотвращая нецелесообразный рост. Профессор Кляйн-Вен поясняет, что данный механизм можно сравнить с точным молекулярным переключателем. Растение постоянно принимает решение о том, насколько эффективен должен быть ауксин, что позволяет ему гибко адаптироваться к среде. Это открытие кардинально меняет взгляд на тонкую регуляцию развития растений, показывая тесную взаимосвязь между внутренними контрольными системами и внешними сигналами.
Как подчеркивает первый автор исследования, биолог Сейнаб Нура, целенаправленное использование подобных механизмов может привести к созданию сельскохозяйственных культур, более устойчивых к стрессовым факторам. В долгосрочной перспективе это знание может стать ключевым элементом для развития устойчивого сельского хозяйства в условиях меняющегося климата.
Ранее ученые рассказали, как свет формирует развитие растений.
