Ученые определили белок, активирующий реакцию растений на дефицит азота

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Plants, ученые из Университета Нагои (Япония) идентифицировали ключевой растительный фермент, который активирует механизм поглощения нитратов в ответ на азотное голодание.

• Два механизма поглощения: При изобилии нитратов растения используют "систему низкого сродства". В условиях дефицита азота им необходимо переключиться на более мощную "систему высокого сродства".
• Ключевой белок: У модельного растения Arabidopsis важную роль в системе высокого сродства играет белок NRT2.1. Изначально он синтезируется в неактивной форме.
• Логика предварительного синтеза: Как отмечает доктор Ёсикацу Мацубаяси, белки не могут быть синтезированы при уже наступившем дефиците азота, поэтому растения готовят их заранее.
• Открытие активатора: Исследователи обнаружили, что белок At4g32950 активирует NRT2.1 в ответ на азотное голодание, удаляя фосфатную группу с его молекулы. Его переименовали в CEPH (CEPD-induced phosphatase).
• Локализация и функция: CEPH находится в клетках у поверхности корней Arabidopsis — в оптимальном месте для быстрого ответа. Деактивация гена, кодирующего CEPH, нарушила работу системы высокого сродства, что привело к снижению уровня нитратов в растениях и их замедленному росту.
• Потенциал: "Искусственное усиление активности CEPH может позволить создать растения, способные расти даже на почвах с низким уровнем питательных веществ", — считает доктор Мацубаяси. Это открытие может повлиять на развитие сельского хозяйства и обеспечение продовольственной безопасности.