Ученые выяснили, как растения различают свет и температуру

Способность растений воспринимать свет и температуру, а также адаптироваться к изменению климата зависят от свободно формирующихся структур в их клетках, функция которых до сих пор была загадкой. Впервые исследователи Калифорнийского университета в Риверсайде определили, как эти структуры работают на молекулярном уровне, а также где и как они образуются.

Ученые долгое время изучали связанные с мембраной компартменты, называемые органеллами, в растительных клетках, таких как аппарат Гольджи, митохондрии и, что наиболее важно, ядро, где ДНК копируется и транскрибируется в РНК.

Однако гораздо меньше известно об органеллах без мембран, которые могут динамически собираться и разбираться внутри ядра и помогают растениям ощущать свет и температуру.

Чен потратил два десятилетия, работая над этой проблемой, прежде чем лаборатория нашла метод, который помог раскрыть тайну функционирования органелл. Он удалял ген в лабораторном растении и пытался наблюдать любые изменения в фототелах и реакции растений на свет или температуру. Этот подход принес частичный успех.

Его лаборатория идентифицировала ген, который не позволяет органеллам без мембран собираться вместе. Отключение этого гена сделало растения частично «слепыми» к свету. Чтобы узнать больше, исследователи попытались увеличить размер органелл, а не удалять их.

Далее ученые проверили взаимосвязь между этими органеллами и температурой. При температуре 16 градусов в клетках было девять типов органелл без мембран. При температуре 27 градусов их количество сократилось всего до пяти типов. Хотя все они содержат чувствительный к температуре белок фитохром В, некоторые из органелл чувствительны к температуре, а другие – нет.

В дальнейшем исследователи надеются изменить чувствительность растений к свету и температуре, манипулируя местами образования органелл. Это особенно важно, если люди хотят продолжать выращивать сельскохозяйственные культуры в более жарком и солнечном климате.

Подробнее с исследованием ученых можно ознакомиться в статьях на страницах журнала Nature Communications.