Древние белки контролируют рост растений

Международная команда учёных под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) открыла механизмы регуляции роста растений, которые могут дать новое понимание того, как биологические часы млекопитающих влияют на здоровье человека. Исследование опубликовано 21 октября в журнале Science.

Ключевое открытие: ингибиторы криптохромов

  • Учёные обнаружили группу белков, названных BICs (blue-light inhibitor of cryptochromes), которые ингибируют все девять проанализированных функций криптохромов у растения арабидопсиса (Arabidopsis).
  • Криптохромы — это древние фоторецепторные белки, управляющие реакцией на свет и циркадными ритмами у людей, животных и растений.

Экспериментальные доказательства

  • Удаление криптохромов (при сохранении BICs) привело к тому, что арабидопсис вырос как минимум в два раза выше, а цветение наступило позже.
  • Удаление BICs (при сохранении криптохромов) сделало растения немного ниже нормы.
  • Добавление большего количества BICs вызвало тот же эффект, что и удаление криптохромов: растения стали выше и зацвели позже.
  • Вывод: BICs ингибируют активность криптохромов.

Значение криптохромов

  • Криптохромы, открытые в растениях в 1993 году, позже были найдены у насекомых, птиц, кораллов и людей.
  • Они играют роль в восприятии света, цикле сна, а также в заболеваниях, включая диабет, биполярное расстройство и рак.
  • У мышей удаление криптохромов или генов часов приводит к диабету и другим нарушениям.
  • Криптохромы неактивны в темноте и активируются, поглощая фотоны (частицы света). Считается, что они эволюционировали из древнего фермента репарации ДНК.

Перспективы исследования

  • Старший автор работы, профессор UCLA Чентао Линь, изучающий криптохромы 25 лет, полагает, что у BICs, вероятно, есть аналоги в циркадных часах человека, птиц и других животных, хотя пока они обнаружены только у растений.
  • Дальнейшее изучение того, как криптохромы ведут себя в разных организмах, может привести к более полному пониманию биологических явлений: контроля времени цветения растений, сезонной миграции птиц и бабочек, а также влияния биологических часов млекопитающих на здоровье человека.
2016-10-20