13.04.2011

Циркадный ритм растений влияет на их холодоустойчивость

Белки растений, регулирующие суточный ритм, повышают синтез стрессовых белков, ответственных за приспособляемость к холоду и засухе, пишет PhysOrg.

Всё живое на Земле подчиняется циркадным, или суточным, ритмам. По их указаниям растения и животные, люди и микробы меняют свою биохимию, физиологию и поведение. Механизм этих внутренних часов интенсивно изучается и постоянно преподносит какие-нибудь сюрпризы.

Вот и в статье исследователей из Мичиганского университета (США), опубликованной в журнале PNAS, утверждается, что суточные ритмы растений непосредственно связаны с их приспособляемостью к холоду и засухе. Майкл Томашоу со своей группой изучал транскрипционные факторы, управляющие циркадным ритмом и стрессоустойчивостью у Arabidopsis thaliana, популярнейшего растения среди молекулярных биологов.

Все живые организмы обладают широчайшим набором транскрипционных факторов — специальных белков, которые «сообщают» ДНК, какой белок сейчас нужен организму, а какой может подождать; под их действием начинается или прекращается синтез информационной РНК с того или иного гена, с последующим производством белка на этой РНК. Само собой, и растения располагают рядом таких факторов, которые отвечают за белки циркадного ритма и белки, необходимые во время холода и засухи.

И вот оказалось, что, если выключить (промутировать) у резуховидки Таля белки суточного ритма, вслед за ними перестают синтезироваться стрессовые белки «для холода» и «для засухи» (CBF-белки). Эффект был замечен как у не акклиматизированных к холоду растений, так и у тех, что уже привыкли к пониженной температуре.

Впрочем, связь между этими процессами представить не так трудно: с уменьшением светового дня циркадные белки предупреждают стрессовые о приближающихся холодах, со всеми вытекающими последствиями. Но подумаем о прикладном значении исследования. С учётом развития современной генной инженерии связь между циркадным ритмом и стрессоустойчивостью открывает широкие возможности для создания модифицированных видов культур, которые могли бы расти в стрессовых условиях. Зерновые, не принимающие низких температур, приходится завозить в соответствующие районы, тратясь на перевозку, хранение и т. п. Но если вмешаться в работу циркадных белков, можно обеспечить какой-нибудь злаковой культуре способность успешно противостоять климатическим стрессам.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА