Учёные открыли ключевой белок для формирования вакуолей в растительных клетках
Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM) обнаружили новый белок, необходимый для формирования вакуолей — крупнейших органелл растительных клеток, выполняющих роль хранилищ. Эти структуры содержат важные для питания человека вещества: белки бобовых, пигменты цветов, дубильные вещества чая или фруктовые кислоты кислых яблок.
Роль белка-«расщепителя»
Используя модель Arabidopsis thaliana, команда профессора Клауса Швайххаймера установила, что отсутствие специфического белка приводит к двум последствиям:
- Вместо одной крупной вакуоли образуется множество мелких, частично функциональных.
- Нарушается транспорт веществ: вместо попадания в вакуоли они выводятся из клетки, что останавливает рост растения и ведёт к его увяданию.
Белок функционирует как «расщепляющий» (splitting protein): он удаляет небольшой белок убиквитин с других белков. Присоединение и удаление убиквитина — общий клеточный механизм для регуляции метаболических процессов.
Убиквитин-зависимый механизм
Исследование показало, что без этого белка в клетке накапливается определённый убиквитин-меченый белок, который блокирует формирование нормальной вакуоли. Это первое в мире наблюдение, связывающее убиквитин-меченые белки с образованием клеточных хранилищ.
Следующий шаг — поиск «иголки в стоге сена»
Сейчас команда под руководством доктора Эрики Изоно ищет конкретный убиквитин-меченый белок, препятствующий формированию вакуолей. Задача сложна, так как такие белки нестабильны и их в клетке множество.
Для дальнейших исследований в TUM введены в эксплуатацию три новых флуоресцентных микроскопа общей стоимостью 500 000 евро.
Полная расшифровка процесса формирования вакуолей может в будущем позволить целенаправленно изменять их содержимое — например, повышать сладость яблок или увеличивать белковую ценность бобовых культур.