Ученым давно известно об особой органелле растительных клеток - уже более века. Однако исследователи Калифорнийского университета в Риверсайде только сейчас обнаружили ключевую роль органелл в старении.
Первоначально ученые намеревались понять в более общем плане, какие части растительных клеток контролируют реакцию растений на стресс, вызванный такими факторами, как инфекции, слишком много соли или слишком мало света, и обнаружили органеллу – ответственную за выживание растений в целом и сельхозкультур в частности. Теперь открыта новая функция белка, поддерживающего органеллу, - восстановление после умирания растений в темноте.
«Для нас это открытие имеет большое значение. Впервые мы определили огромную важность органеллы в клетке, которую ранее не считали важной в процессе старения, - рассказывает Кэти Дехеш, профессор молекулярной биохимии Калифорнийского университета в Риверсайде и соавтор статьи.
Органелла, называемая телом Гольджи, которую иногда условно описывают как стопку сдутых воздушных шаров или упавшую лазанью, состоит из ряда чашеобразных мешочков, покрытых мембраной. Он сортирует различные молекулы в клетке и гарантирует, что они попадут в нужные места.
«Гольджи подобен клеточному почтовому отделению - упаковывает и отправляет белки и липиды туда, где они необходимы, — сказал Хисын Чой, научный сотрудник отдела ботаники и наук о растениях UCR и соавтор нового исследования. - Поврежденный аппарат Гольджи может создать путаницу и проблемы в деятельности клетки, влияя на то, как клетка работает и остается здоровой».
Если Гольджи — почтовое отделение, то белок COG — это почтовый работник. Этот белок контролирует и координирует движение небольших «оболочек» мешочков, которые транспортируют другие молекулы по клетке.
Кроме того, COG помогает телам Гольджи присоединять сахара к другим белкам или липидам, прежде чем они будут отправлены в другое место клетки. Эта модификация сахара, называемая гликозилированием, имеет решающее значение для многих биологических процессов, включая иммунный ответ.
Чтобы узнать больше о том, как COG влияет на растительные клетки, исследовательская группа модифицировала некоторые растения так, чтобы они не могли его производить. В нормальных условиях выращивания модифицированные растения росли прекрасно и были неотличимы от немодифицированных растений.
Однако лишение растений света означает, что они не могут производить сахар из солнечного света для обеспечения роста. При воздействии чрезмерной темноты листья мутантных растений, не содержащих COG, начали желтеть, сморщиваться и истончаться — признак того, что растения умирают.
«В темноте мутанты COG проявляли признаки старения, которые обычно появляются у диких, немодифицированных растений примерно на девятый день. Но у мутантов эти признаки проявились всего за три дня», — сказал Чой.
Возвращение белка COG обратно в растения-мутанты быстро вернули их к жизни. «Как будто с ними ничего не случилось, когда мы обратили мутацию, — говорит Дехеш. - Эти ответы подчеркивают критическую важность белка COG и нормальной функции Гольджи в управлении стрессом».
Часть ажиотажа вокруг этого открытия заключается в том, что люди, растения и все эукариотические организмы имеют в своих клетках тельца Гольджи. Теперь растения могут служить платформой для изучения тонкостей роли Гольджи в старении человека. По этой причине исследовательская группа планирует дальнейшие исследования молекулярных механизмов, лежащих в основе результатов этого исследования.
«Наши исследования не только расширяют наши знания о том, как стареют растения, но также могут дать важные сведения о старении человека, — говорит Дехеш. - Когда белковый комплекс COG не работает должным образом, наши клетки могут стареть быстрее, точно так же, как мы наблюдали у растений, когда им не хватало света. Этот прорыв может иметь далеко идущие последствия для изучения старения и возрастных заболеваний».
Источник: University of California – Riverside.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
