Ученые исследуют инновационное семейство белков у растений
Европейские исследователи раскрыли механизм работы семейства белков, который до сих пор оставался загадкой. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Используя растение резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana), команда показала, что эти белки необходимы для создания водонепроницаемых микро-сетей в корне растения. Это позволяет растению фильтровать питательные вещества из почвы и защищаться от опасных микроорганизмов.
Белки, обнаруженные учеными, представляют собой группу трансмембранных белков, названных 'CASPs' (Casparian strip membrane domain proteins). Они расположены на полосках Каспари — поясах специализированного материала клеточной стенки в корневой эндодерме, создающих внеклеточный барьер для диффузии.
Основная роль корневой эндодермы — управление поглощением питательных веществ и устойчивостью к стрессу.
Команда смогла идентифицировать CASPs с помощью флуоресцентной маркировки. Оказалось, что эти белки кодируются пятью разными генами и играют центральную роль в формировании полосок Каспари.
«Эти структуры можно сравнить с уплотнениями, делающими пространства между клетками корневой эндодермы воздухо- и водонепроницаемыми, — объясняет Нико Гелднер, один из исследователей проекта. — CASPs формируют своего рода решетку, на которую затем фиксируются другие белки, образуя последовательность, ведущую к созданию чрезвычайно эффективной трехмерной 'преграды'».
Поскольку большинство растений функционируют схожим образом, эти результаты важны для исследований в области устойчивого земледелия, включая изучение питания риса, кукурузы, пшеницы и томатов.
«В конечном итоге, идея состоит в том, чтобы улучшить усвоение питательных веществ, создавая растения, которым требуется меньше воды и удобрений, с точки зрения более устойчивого сельского хозяйства», — заявляет Нико Гелднер.
Это исследование знаменует значительный прорыв в научных знаниях. Хотя первое описание полосок Каспари было сделано более 150 лет назад ботаником Робертом Каспари в 1865 году, механизмы работы их белков оставались загадкой вплоть до сегодняшнего дня.