Биологи выяснили, как растения борются с инфекциями

Yue Jin/USDA

Бактериальные инфекции способны убить растение и снизить урожайность. Ученые нашли механизм, который может препятствовать этому

Понимание того, как растения реагируют на стрессовые условия, имеет решающее значение для разработки стратегий защиты важных сельскохозяйственных культур. Если ученые найдут способ сохранить урожайность растений на высоком уровне, это поможет решить как продовольственные, так и экологические проблемы, например, связанные с производством биотоплива.

Авторы новой работы исследовали, как на генетическом уровне активируется производство защитного соединения растений под названием камалексин. Камалексин, как и другие метаболиты растений, синтезируется специализированными ферментами, которые задействованы во многих клеточных процессах. Когда растение находится в состоянии экологического стресса, оно активирует гены, кодирующие эти ферменты. Исследователи задались целью выяснить, как растительная клетка может запускать эти процессы и своевременно реагировать на изменение внешних условий или появление угроз.

Генетический материал клетки кодирует основные этапы процесса, позволяющего производить эти ферменты, которые в свою очередь синтезируют камалексин. Также в генах заключена информация о белках, которые могут потребоваться клетке для выполнения необходимых функций в разных ситуациях на каждом этапе ее жизни. Анализировать это обилие генетического кода и разделять функции каждой его части — непростая задача.

Тем не менее, исследователи смогли выяснить существование нового типа двухвалентного хроматина — они назвали его кайростатом, от греческого «кайрос», что означает «в нужный момент», и «стат», что обозначает статичность молекулы, которая сохраняет путь биосинтеза камалексина неактивным до тех пор, пока не появится сигнал патогена. Результаты работы показывают, что оба элемента необходимы для контроля правильного времени реакции растения на внешние стресс-факторы.

Статья ученых опубликована в журнале eLife.