Международная группа ученых, в составе которых был и исследователь из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, смогла выяснить адаптационные механизмы, связанные с действием белка-транскриптора нитрата плазматической мембраны NRT1.1, влияющие на восприятие растением нитратов.
Азот — важный макроэлемент, влияющий на рост и развитие растений. Он входит в состав всех аминокислот, нуклеиновых кислот и вторичных метаболитов. А содержащие его нитраты — один из самых распространенных источников азота в почве. Они всасываются через корни и поставляются в другие органы растения с помощью транспортеров. Неправильная передача сигналов от нитратов в растениях вызывает нарушение метаболизма азота, что плохо сказывается на системах его транспорта, которые переключаются между режимами с высоким и низким сродством при изменении концентрации нитратов в почве. Недавнее открытие белка-транскриптора нитрата плазматической мембраны NRT1.1 — сенсора транспортера — позволило ученым лучше понять этот механизм переключения. Однако общее механистическое описание все еще остается плохо понятым. Ученые провели математическое моделирование динамики структуры мембранного белка — транспортера нитратов NRT1.1 при изменении внеклеточной концентрации нитратов. На основе полученных результатов исследователи предложили механизм влияния концентрации на наблюдаемые в природе реакции клеток растений в таких условиях.
Новый механизм основан на бистабильности структуры NRT1.1. Он включает формирование цитозольных кальциевых волн, которые активируют киназу CIPK23. Переходы между двумя состояниями белка NRT1.1 зависят от внеклеточной концентрации нитратов. Результаты новой работы позволили лучше понять механизм адаптации в условиях колеблющейся доступности питательных веществ. По словам ученых, новые данные являются шагом вперед для повышения эффективности использования азота растениями.
Источник: indicator.ru