Ученые выяснили, как растения реагируют на свет, и могут переключить этот генетический рычаг, чтобы стимулировать их рост. Это открытие может помочь увеличить предложение продовольствия для растущего населения в условиях сокращения возможностей для ведения сельского хозяйства.
Исследование этого генетического переключателя, проведенное Университетом Калифорнии в Риверсайде, опубликовано в журнале Nature Communications.
Известно, что почти на все аспекты роста и развития растений влияет свет. Растения способны чувствовать свет, а также температуру с помощью белка под названием фитохром В. Этот белок передает информацию о свете в клетку, которая изменяет экспрессию геномов, изменяя рост растений. Однако фитохром B не может напрямую взаимодействовать с ДНК растений. Для этого растительные клетки полагаются на семейство из восьми белков, называемых PIF.
“Активность этих PIF напрямую контролируется фитохромом”, — рассказывает профессор ботаники UCR Мэн Чен.
Помимо осуществления контроля за количеством PIF, которые накапливаются в растительных клетках, ученые выяснили, что, когда фитохром B активируется светом, он подавляет активность PIF.
Также обнаружен еще один ключевой компонент светового ответа растений. PIF состоят из двух частей: одна часть связывается с генами, а другая активирует гены, которые сообщают растению о необходимости выполнения различных функций, таких как рост или цветение. Данное исследование показало точное расположение этих областей активаторов. Это было впервые сделано в растительных клетках.
Чтобы найти эту область активации, команда Чена разрезала белок на множество мелких кусочков. Затем они исследовали, способен ли какой-либо из фрагментов активировать гены, и обнаружили, что один из них способен. Чтобы получить больше информации, ученые изменили аминокислоты в PIF, где, по их мнению, находилась область активатора, и наблюдали за реакцией растений. Это позволило им точно определить, где находится область активатора гена, а так же как она устроена.
Одна из главных причин изучения этих клеточных функций – манипулирование ими. В данном случае это открытие может позволить ученым включать и выключать гены, связанные со светом и температурой, в интересах производителей сельскохозяйственных культур.
