CURT1-белки — ключевой регулятор фотосинтеза с ранних стадий развития растения

Новое исследование Копенгагенского университета, опубликованное в PNAS, показывает, что группа белков CURT1 в клетках листьев растений играет гораздо более важную роль в фотосинтезе, чем считалось ранее. Эти белки контролируют развитие зелёных листьев уже с момента прорастания семени, напрямую влияя на эффективность установления фотосинтеза.

Роль CURT1-белков

  • Ранее считалось, что CURT1-белки присутствуют только в полностью сформированных листьях и выполняют скромную функцию.
  • Используя современные методы визуализации с увеличением в 30 000 раз на модельном растении резуховидке Таля (Arabidopsis), учёные обнаружили, что CURT1 присутствуют с самых ранних стадий жизни растения.
  • Ключевая функция: В критический момент, когда проросток появляется из почвы и подвергается воздействию солнечного света, CURT1-белки координируют процессы, «запускающие» фотосинтез, что необходимо для выживания растения.

Механизм действия на молекулярном уровне

Фотосинтез происходит в хлоропластах — эллиптических тельцах длиной 0,005 мм внутри клеток листа.

  • CURT1-белки контролируют форму внутренней мембраны хлоропласта.
  • Это облегчает перемещение других белков и выполнение ими задач, связанных с фотосинтезом, в ответ на изменения окружающей среды. Например:
    • ремонт светособирающих комплексов при интенсивном солнечном свете;
    • усиление способности хлоропласта улавливать световую энергию при слабом освещении.

Перспективы для увеличения поглощения CO2

Открытие углубляет понимание фундаментальной биохимической реакции жизни на Земле. Хотя результат пока подтверждён для резуховидки, авторы предполагают, что роль CURT1 важна и для других растений.

Цель дальнейших исследований — выяснить, можно ли использовать эти знания для оптимизации белкового комплекса CURT1 в растениях в целом, чтобы повысить эффективность фотосинтеза.

«Многое в наших исследованиях вращается вокруг повышения эффективности фотосинтеза, чтобы растения могли поглощать больше CO2. Речь идёт о том, чтобы помочь природе стать лучшим возможным поглотителем CO2», — поясняет ведущий автор работы доцент Матиас Прибил.