Научная группа из Калифорнийского университета в Риверсайде выяснила, что ограничение генов растений, реагирующих на свет, стимулирует их рост. Открытие ученых позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур, не увеличивая территории возделывания.
Белок растений фитохром-b воспринимает свет и температуру, а затем передает эту информацию в клетку, контролируя его рост и цветение. Однако для взаимодействия с ДНК растительные клетки используют семейство из восьми протеинов, называемых PIF-белками. Эта группа напрямую контролируется фитохромом, поясняет ведущий автор исследования и профессор ботаники Мэн Чен.
Ученые выяснили, что фитохром-b, реагируя на свет, подавляет активность PIF-белков. Часть из этих протеинов связаны с генами, а другая часть отвечает за команды растению на выполнение ряда функций, включая рост и цветение. Исследователям впервые удалось обнаружить данные активаторные участки в клетках растений, а также разобраться в их устройстве.
Чен отмечает сходство между частью PIF-белков растений и протеинами, которые подавляют развитие опухолей у людей. Он подчеркнул, что тождественность основных механизмов активации генов у растений, грибов и животных обуславливается их общим предком.
Исследование поможет ученым включать и выключать гены, которые отвечают за реакцию на свет и температуру, для поддержки сельского хозяйства. Если располагать растения слишком близко друг к другу, то отбрасываемая ими тень будет побуждать маленькие особи к росту, который зачастую замедляет цветение и производство семян. Если снизить активность PIF-белков растения, то возможно увеличить урожайность культур на той же площади.
Международная исследовательская группа определила влияние сигнального механизма и белка MSL10 на способность растений защищаться от опасностей. При помощи центрального компонента растение информирует организм о поврежденных листьях и начинает вырабатывать защитные вещества в соседних с пострадавшими тканях.
Ученые из отдела биологии Брукхейвенской национальной лаборатории установили, что образования масла в тканях растений зависит от активности гена DWF5 в клетках организма. Исследователи считают, что такое поведение листвы делает ее неисчерпаемым источником биотоплива.
