Учёные раскрыли молекулярные механизмы устойчивости к высушиванию у пустынного мха
Исследование под руководством профессора Чжан Даоюаня из Синьцзянского института экологии и географии Китайской академии наук раскрыло механизмы устойчивости к высушиванию у мха Syntrichia caninervis, опосредованные фосфорилированием. Работа опубликована в The Plant Journal.
Учёные использовали четырёхмерную (4D) безметочную высокопроизводительную протеомику и фосфопротеомику для количественного анализа белков и фосфобелков во время процесса дегидратации-регидратации Syntrichia caninervis. Был идентифицирован ключевой фосфорилированный белок ScDHAR1.
Основные открытия:
- Фосфорилирование ScDHAR1 в двух специфических сериновых сайтах (S29 и S218) значительно повышает его активность.
- Это усиление позволяет мху более эффективно улавливать активные формы кислорода (АФК) и смягчать окислительное повреждение, тем самым повышая устойчивость к высушиванию.
Интегративный протеомный и фосфопротеомный анализ показал, что фосфорилирование динамически регулирует различные метаболические пути на разных стадиях процесса:
- Во время обезвоживания координируются процессы фотосинтеза, метаболизма глутатиона, цикла лимонной кислоты, биосинтеза фенилпропаноидов и репарации ДНК для поддержания стабильности клетки.
- При регидратации фосфорилирование активирует пути восстановления: биогенез рибосом, энергетический метаболизм, метаболизм фенилаланина и сборку макромолекулярных комплексов.
Метаболизм глутатиона оказался центральным путём, регулируемым фосфорилированием и опосредующим этот сложный ответ.
«Это исследование значительно углубляет наше понимание устойчивости Syntrichia caninervis к экстремальному обезвоживанию и способности к быстрой регидратации, а также предоставляет важные генетические данные для создания более засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур», — сказал профессор Ли Сяошуан, автор-корреспондент исследования.