Для боротьби з шкідливими бактеріями і грибками рослини «включають» виробництво хімічних речовин і сполук, які здатні запобігатися розвиток небезпечних вірусів і штамів. Нове дослідження, проведене науковим інститутом Карнегі в Стенфорді, показало, як виробництво захисного з’єднання рослини, званого камалексином, активується на генетичному рівні. Про це повідомляє agroxxi.ru, пише agronews.ua.
Канмей Чжао, аспірант з біології рослин в університеті, зазначив, що захисні метаболіти, такі як камалексин, знаходяться в невеликій кількості в тканинах здорових рослин. Але їх виробництво швидко зростає, коли рослина піддається нападу.
Камалексин відноситься до хімічної групи, званої індольними алкалоїдами, які присутні в таких рослинах, як гірчиця, капуста і брокколі. “Ліки”, що виробляється рослинами, пригнічують бактерії і гриби, руйнуючи їх клітинні мембрани. Вчені спробували виявити механізм, який рослини використовують для виробництва камалексину і боротьби з патогенами.
Генетичний матеріал клітини кодує все необхідне для виробництва всіх білків, необхідних клітині для ефективного функціонування.
“Уявіть, що геном клітини-це величезна бібліотека, кожен ген-це книга, А кожна хромосома-це полиця”, – пояснив Канмей Чжао. – “У клітини є різні механізми для швидкого пошуку потрібного їй гена в цьому величезному масиві інформації, щоб його можна було транскрибувати і транслювати для створення кодованого білка і реагування на екологічні стреси і загрози».
Тим часом камалексин є токсичною речовиною навіть для самої рослини. Отже, вони повинні захищати себе і уникати токсичності сполуки. Вміст камалексину в рослинній клітці надзвичайно низький, коли рослина здорова. Але його концентрація швидко збільшується перед лицем загрози.
Щоб гени, що керують виробництвом камалексину, були перетворені в білки, їх послідовності ДНК повинні бути фізично доступні. Ця доступність контролюється шляхом додавання або видалення хімічних груп або міток.
Захисна модифікація допомагає активувати або пригнічувати експресію гена і в сукупності називаються хроматином. Іноді ці активуючі і пригнічуючі елементи присутні одночасно, створюючи так званий двовалентний домен хроматину.
Дослідники виявили раніше не описаний тип двовалентного хроматину, який зберігає шлях біосинтезу камалексину неактивним до тих пір, поки не з’явиться сигнал патогена.
Вони назвали це явище “кайростат” від грецького “кайрос”, що означає” в потрібний момент”, і” стат”, що означає пристрій.
“Кайростат знаходиться в збалансованому стані, коли рослини ростуть у здоровому середовищі, яке підтримується співіснуванням мітки активації та мітки придушення”, – сказав Канмей Чжао. – “При такому сценарії біосинтез камалексину припиняється через присутність репресора. Коли рослини піддаються атаці, репрессор видаляється, і активатор стає більш рясним, щоб посилити швидку активацію вироблення камалексину.
Дослідники планують охарактеризувати всі білки, що беруть участь у створенні та видаленні генетичних міток, щоб ідентифікувати більше кайростатів і більш чітко зрозуміти їх роль у реакціях навколишнього середовища та функціях рослин.
Читайте також: Українська компанія створила новий бренд насіння з високим генетичним потенціалом.