Датчики дыма у растений изменились в ходе эволюции

Лесные пожары разрушительны, но в то же время они дают начало новой жизни, уничтожая то, что есть. Для прорастания семян многих растений часто требуется именно огонь.

Ученые нашли древний рецепторный белок, способный обнаруживать каррикины — молекулы в дыме от сгоревшей растительной биомассы. Этот белок KAI2, получивший неофициальное название датчик дыма, запускает молекулярные сигналы, которые ускоряют прорастание семян.

Любопытно, что белки KAI2 обнаруживают у самых разных растений, которые вообще не растут в зонах пожаров. Группа ученых под руководством профессора Ницана Шабека и аспирантки Анжелики Гуэрсио с кафедры биологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе, выявила эти рецепторы у гороха, показав, что также они играют роль в восприятии гормонов роста у растений.

Результаты опубликованы в издании Communications Biology.

Почему выбор ученых пал на горох? Очень просто: он относится к бобовым — одному из крупнейших семейств цветковых растений, которое включает несколько видов сельскохозяйственных культур. Благодаря симбиозу с микробами бобовые способны улавливать азот из воздуха.

Ученые установили, что оригинальный ген KAI2 на ранних этапах эволюции бобовых продублировался, благодаря чему появились два гена — KAI2A и KAI2B. С помощью передовых генетических и биохимических техник, а также с использованием белковой кристаллографии ученые выяснили, что каждый из рецепторов отвечает на различные лиганды. Причем KAI2B действует в особо широком спектре, включая новый класс растительных гормонов под названием стриголактоны.

С помощью структурной биологии ученые также определили на атомном уровне новый каталитический промежуточный продукт фермента KAI2, взаимодействующий с молекулами стриголактона.

Вместе с коллегами нам удалось объединить результаты изучения атомных структур рецепторов KAI2 и масс-спектрометрического исследования с экспериментами на растениях. Так мы выяснили, как эти рецепторы менялись в ходе эволюции, чтобы не только чувствовать гормоны, но и катализировать их, — заявил Шабек.

Стриголактоны как растительные гормоны

Известно, что стриголактоны влияют на множество процессов в растениях, включая рост корней и побегов, а также реакцию корневой сети на грибы и микроорганизмы в почве. Благодаря новой работе ученые лучше поняли загадочный сигнальный путь каррикина и назначения его рецепторов в растениях, эволюционно не связанных с огнем.

Эта область весьма перспективна для агросистем и производства продуктов питания у бобовых, а также для всей когорты зеленых растений, — заключил Шабек.

13.02.2022


Подписаться в Telegram



Биосфера

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению
Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению

Яйцо действительно появилось первым. Откладыва...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса