Суточные и возрастные часы растений взаимодействуют генетически

Учёные из Центра исследований старения растений Института фундаментальных наук (IBS) выяснили, как суточные (циркадные) и возрастные часы растений взаимодействуют на генетическом уровне. 24-часовой циркадный ритм играет критическую роль в регуляции старения, в частности, определяя время пожелтения листьев.

Циркадные часы действуют как "мозговой центр", синхронизируя многие аспекты развития и физиологии с определённым временем суток или года. У растений главные "шестерёнки" этих часов — девять генов, активность которых достигает пика либо утром ("утренний комплекс"), либо ранним вечером ("вечерний комплекс").

Исследователи использовали растения Arabidopsis thaliana, у которых поочерёдно был "выключен" один из девяти ключевых генов циркадных часов. Они изучали влияние этого на старение, отслеживая время пожелтения листьев в обычных условиях и в темноте (темнота ускоряет старение Arabidopsis).

Результаты:

• Растения без трёх компонентов вечернего комплекса (elf3, elf4, lux) желтели раньше.
• Растения без утреннего компонента PRR9 (PSEUDO-RESPONSE REGULATORS 9) дольше оставались зелёными, демонстрируя замедленное старение как в возраст-зависимых, так и в темнотой-индуцированных условиях.

Учёные обнаружили, что PRR9 играет важную роль в экспрессии ключевого для старения (сенесценции) растения гена ORE1. Таким образом, два типа часов взаимодействуют друг с другом.

"Время контролирует старение, но вопрос в том, как растения распознают течение времени на протяжении своей жизни. Мы обнаружили, что осциллирующие суточные часы взаимодействуют с линейными возрастными часами в течение жизни растения", — объясняет НАМ Хон Гил, директор Центра и соавтор исследования.

В будущем команда планирует расширить изучение этой сети и понять, как циркадные часы и старение взаимодействуют с внешней средой, а также научиться использовать "часы старения" для регуляции возраст-зависимых процессов развития.