По мере повышения температуры на фоне глобального потепления растёт необходимость защиты растений от стрессовых условий. Стресс может привести к потере урожая, что негативно скажется на экономике. Консорциум под руководством Уорикского университета выявил два белка, которые защищают кукурузу от стресса — это может стать ключевым фактором для обеспечения производства продуктов питания.
Скачки температуры существенно влияют на плодовитость растений, что приводит к снижению урожая и экономическим потерям. Понимание молекулярных механизмов, которые лежат в основе плодоносности растений, в условиях экологических ограничений имеет критическое значение для сохранения объёмов пищевого производства.
В статье «Механизм контроля транспозонов, которые защищают фертильность мужских частей растений при воздействии стресса», опубликованной в журнале Nature Plants , исследователи из Школы биологии Уорикского университета изучили молекулярные механизмы, которые использует кукуруза для сохранения фертильности при повышенных температурах, а также идентифицировали два AGO-белка, которые защищают мужские половые клетки.
Исследователи помещали кукурузу с нефункционирующими AGO-белками в различные условия роста и таким образом узнали, что повышение температуры окружающей среды на 5℃ резко снижает фертильность мужской части растения.
Используя мультидисциплинарный подход, команда обнаружила, что повышенные температуры активируют у дикорастущих растений небольшие фрагменты РНК, которые связываются с AGO-белками для контроля деятельности активируемых стрессом «прыгающих генов» — частей ДНК, которые могут копировать себя в различные участки генома. То есть, эти AGO-белки контролируют активность «прыгающих генов», тем самым защищая плодородность растения.
Профессор Хосе Гутьеррес-Маркос из Школы естествознания в Уорикском университете объясняет: «По сути, мы обнаружили, что, когда растения находятся под стрессом, вызванным повышенными температурами, они активируют управляемый РНК механизм контроля в виде фрагментов РНК и AGO-белков в репродуктивных клетках. Они имеют критическое значение в сохранении мужской фертильности и, в конечном итоге, выживании растения».
«Понимание молекулярного механизма, связанного с сохранением плодородности растений, имеет решающее значение для обеспечения будущего производства сельскохозяйственных культур в непредсказуемых и стрессовых климатических условиях».
Доктор Чаро дель Дженио из Школы вычислительной техники, электроники и математики в Университете Ковентри добавляет: «Моделирование структуры AGO-белков, а также их визуализация на уровне отдельных атомов показали, как они меняют свой электрический заряд, когда сталкиваются с термическим стрессом, запуская процесс, который возвращает под контроль “прыгающие гены”».
________________
Перевод Екатерина Хананова , редакторы Антон Меньшенин и Вера Круз , автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз .
Исследование — Yang-Seok Lee et al. A transposon surveillance mechanism that safeguards plant male fertility during stress, Nature Plants (2021).
Источник — Identified: A mechanism that protects plant fertility from stress
