Ключи к старению растений скрыты в листьях

Ученые знали об определенной органелле в клетках растений более века. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде только сейчас обнаружили ее ключевую роль в процессе старения.

Изначально ученые хотели понять, какие части растительных клеток контролируют реакции на стресс (инфекции, избыток соли, недостаток света). Случайно они обнаружили, что эта органелла и белок, ответственный за ее поддержание, контролируют, выживут ли растения при слишком частом лишении света.

Это неожиданное открытие, описанное в статье журнала Nature Plants, вызвало энтузиазм у команды.

Открытие роли Гольджи

Органелла, называемая аппаратом Гольджи, состоит из серии чашеобразных мембранных мешочков. Она сортирует различные молекулы в клетке и обеспечивает их доставку в нужные места.

«Гольджи — это как почтовое отделение клетки. Они упаковывают и отправляют белки и липиды туда, где они нужны», — сказал Хисун Чой, соавтор исследования. «Поврежденный аппарат Гольджи может вызвать путаницу и проблемы в деятельности клетки».

Если Гольджи — это почта, то COG-белок — это почтовый работник. Этот белок контролирует движение мелких мембранных пузырьков, которые транспортируют молекулы. Кроме того, COG помогает аппарату Гольджи присоединять сахара к другим белкам или липидам (процесс гликозилирования), что критически важно для многих биологических процессов.

Эксперимент с мутантными растениями

Чтобы изучить влияние COG, исследователи создали растения, неспособные производить этот белок. В нормальных условиях мутантные растения росли нормально и не отличались от обычных.

Однако лишение растений света (что лишает их возможности производить сахара для роста) привело к резкому эффекту. Листья мутантных растений без COG начали желтеть, морщиться и истончаться — признаки гибели.

«В темноте у мутантов COG признаки старения, которые обычно появляются у обычных растений примерно на девятый день, проявились всего за три дня», — отметил Чой.

Возвращение функционального COG-белка в растения быстро оживило их. «Как будто с ними ничего и не случилось», — сказала Кэти Дехеш, соавтор работы.

Значение для науки о старении

Открытие особенно важно, потому что аппарат Гольджи присутствует в клетках всех эукариот, включая человека. Теперь растения могут служить моделью для изучения роли Гольджи в старении человека.

«Наше исследование не только углубляет знания о старении растений, но и может дать ключевые подсказки о старении у людей», — сказала Дехеш. «Когда COG-белковый комплекс работает неправильно, это может заставлять наши клетки стареть быстрее. Этот прорыв может иметь далеко идущие последствия для изучения старения и возрастных заболеваний».

Команда планирует дальнейшие исследования молекулярных механизмов, лежащих в основе этих результатов.