Неактивные протеазы важны для развития растений

Изменение климата с экстремальными температурами и колебаниями осадков влияет на состояние сельскохозяйственных земель и урожайность. Поэтому важно понимать и улучшать детали роста растений. Лакшми Мишра получила новые знания о семействе хлоропластных протеаз FtsH.

Протеазы — это белки, которые расщепляют другие белки; они либо очищают клетку от неисправных ферментов, активируют их или генерируют сигналы. Таким образом, встреча с протеазой — неизбежная судьба белка в течение его жизни.

«Хотя важность протеаз для выживания клетки и при различных заболеваниях хорошо известна, моя работа посвящена инактивированным протеазам (псевдопротеазам), которые, следовательно, могут рассматриваться как "антигерои"», — говорит Лакшми.

Работа Лакшми Мишры сосредоточена на семействе протеаз FtsH, присутствующих у человека, животных, растений и бактерий. В качестве модельного организма она использует однолетний сорняк Arabidopsis thaliana. Растения содержат не только активные FtsH-протеазы, но и некоторые с мутациями, делающими их протеолитически неактивными (называемые FtsHi; i — inactive).

«Несмотря на то что эти ферменты не функционируют как протеазы, мы обнаружили, что они чрезвычайно важны для выживания растений», — говорит Лакшми.

Лакшми Мишра использовала молекулярно-биологические, биохимические и физиологические методы, чтобы раскрыть роль этих неактивных FtsH-псевдопротеаз. Она сравнивала дикие растения Arabidopsis thaliana с мутантами, лишёнными отдельных белков FtsHi, и подвергала эти растения различным стрессам в контролируемых лабораторных условиях, а также в полевых условиях.

Интересно, что Лакшми обнаружила, что отсутствие одного из ферментов FtsHi повышает засухоустойчивость Arabidopsis thaliana. В совместном исследовании, частично проведённом в UC Berkeley/USDA в лаборатории профессора Девлина Коулмана-Дерра, она показала, что мутантные растения чувствуют стресс засухи, но не реагируют на него соответствующим образом.