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 of the Total Environment: водяная блоха поможет в очистке сточных вод
Science of the Total Environment: водяная блоха поможет в очистке сточных вод

Крошечные водяные блохи могут играть ключевую ...

Деревья в опасности: грибы-паразиты могут уничтожить целые леса
Деревья в опасности: грибы-паразиты могут уничтожить целые леса

Детей учат не трогать лесные грибы, поско...

Городские птицы заплатили за свет глазами
Городские птицы заплатили за свет глазами

Яркий свет больших городов может быть причиной...

Frontiers in Plant Science: Ученые создали растения, неспособные размножаться
Frontiers in Plant Science: Ученые создали растения, неспособные размножаться

Исследователи Университета штата Северная Каро...

Пауки переносят ртуть из водоемов дальше по пищевой цепи
Пауки переносят ртуть из водоемов дальше по пищевой цепи

Спокойно сидя в своих паутинах, многие па...

Current Biology: Красные огненные муравьи захватывают Италию
Current Biology: Красные огненные муравьи захватывают Италию

Одним из самых инвазивных видов в ми...

BMC Ecology and Evolution: Ученые выяснили, как удлинялась шея плезиозавров
BMC Ecology and Evolution: Ученые выяснили, как удлинялась шея плезиозавров

Плезиозавры довольно быстро обзавелись своими ...

Cell: Растения передают потомкам не только гены, но и химические маркеры
Cell: Растения передают потомкам не только гены, но и химические маркеры

Когда организмы передают свои гены будущим пок...

Nature Climate Change: Зоопланктон меняет привычки из-за таяния льда
Nature Climate Change: Зоопланктон меняет привычки из-за таяния льда

Из-за усиления таяния льда в Арктике солн...

PNAS: Электросмог не сбивает птиц с пути
PNAS: Электросмог не сбивает птиц с пути

В то время как радиоволны, излучаемы...

The Plant Cell: Открыт секрет формирования гранул крахмала в пшенице и ржи
The Plant Cell: Открыт секрет формирования гранул крахмала в пшенице и ржи

Исследования позволили прояснить давний вопрос...

Communications Earth & Environment: Императорские пингвины на грани исчезновения
Communications Earth & Environment: Императорские пингвины на грани исчезновения

В четырех из пяти колоний императорских п...

Papers in Palaeontology: В Португалии нашли мумии пчел возрастом 3000 лет
Papers in Palaeontology: В Португалии нашли мумии пчел возрастом 3000 лет

В новом исследовании сообщается об обнару...

Cretaceous Research: В Марокко нашли «мелкую» копию тираннозавра
Cretaceous Research: В Марокко нашли «мелкую» копию тираннозавра

В Марокко ученые обнаружили окаменелости прими...

Science of the Total Environment: Ученые выяснили, почему птицы покидают города
Science of the Total Environment: Ученые выяснили, почему птицы покидают города

Не только люди покидают город, когда городская...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как звездная активность влияет на экзопланеты в системе TRAPPIST-1
Как звездная активность влияет на экзопланеты в системе TRAPPIST-1
«Только не бросай меня в терновый куст!» Антибиотики продлевают бактериям жизнь
«Только не бросай меня в терновый куст!» Антибиотики продлевают бактериям жизнь
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как сохранить родной язык в семье, если вы живете в другой стране
Как сохранить родной язык в семье, если вы живете в другой стране
Science of the Total Environment: водяная блоха поможет в очистке сточных вод
Science of the Total Environment: водяная блоха поможет в очистке сточных вод
Современные технологии и инновации в полиграфии
Современные технологии и инновации в полиграфии
MIT: Киригами поможет создать архитектурные материалы с улучшенными свойствами
MIT: Киригами поможет создать архитектурные материалы с улучшенными свойствами
В США создадут модели раковин, чтобы не забыть, как выглядят пресноводные мидии
В США создадут модели раковин, чтобы не забыть, как выглядят пресноводные мидии
Забудьте о достижениях: исследование показало, что они не делают вас счастливыми
Забудьте о достижениях: исследование показало, что они не делают вас счастливыми
Растения-мутанты после атаки растут быстрее и размножаются чаще других растений
Растения-мутанты после атаки растут быстрее и размножаются чаще других растений
Aquatic Toxicology: Глиттер из косметики чрезвычайно вреден для живых организмов
Aquatic Toxicology: Глиттер из косметики чрезвычайно вреден для живых организмов
Новый сплав на основе вольфрама противостоит радиации без повреждений
Новый сплав на основе вольфрама противостоит радиации без повреждений
Ученые разгадали тайну организации бактерий перед делением клетки
Ученые разгадали тайну организации бактерий перед делением клетки
Nature Climate Change: Зоопланктон меняет привычки из-за таяния льда
Nature Climate Change: Зоопланктон меняет привычки из-за таяния льда
Журнал Obesity: Бариатрическая хирургия снижает риск развития рака у женщин
Журнал Obesity: Бариатрическая хирургия снижает риск развития рака у женщин

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
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП