Растения сообщают хлоропластам, который час

Исследователи из Бристольского университета продемонстрировали, что растительные клетки передают информацию о времени суток своим хлоропластам — частям клеток, лежащим в основе всей сельскохозяйственной продуктивности на Земле. Результаты опубликованы в журнале Science.

• Внутренние часы и продуктивность: Растительные клетки содержат внутренние часы (циркадные), которые регулируют клеточные процессы, чтобы они происходили в оптимальное время суток, что значительно повышает продуктивность растений. Поскольку хлоропласты — это место фотосинтеза, их функция сильно зависит от суточных изменений в освещении.
• Происхождение и управление: Считается, что хлоропласты изначально были свободноживущими организмами, включёнными в клетки растений на раннем этапе эволюции. В результате они сохранили часть клеточного аппарата для производства белков из собственной ДНК. Ключевой частью этого аппарата являются «сигма-факторы», которые у современных растений кодируются ядерной ДНК клетки.
• Открытие: Исследователи показали, что производство сигма-факторов контролируется часами растения. Это позволяет ядерной ДНК регулировать активность генов хлоропластов и обеспечивать координацию производства белков, необходимых для фотосинтеза, со светлым временем суток.

Ведущий автор работы доктор Энтони Додд отметил: «Это крупный прорыв, который даёт совершенно новую перспективу на суточные циркадные ритмы. Мы узнали, что информация о времени перемещается между разными частями клетки, и в частности, вовлекает хлоропласт... Особенно увлекательно, что выявленный нами процесс использует гены, которые существовали до появления современных наземных растений и происходят от бактерий, которые дали начало хлоропластам».