Генетический переключатель регулирует внутренние часы растений в зависимости от температуры

Ученые обнаружили ключевой молекулярный компонент биологических часов растений, который модулирует скорость циркадных (суточных) ритмов в зависимости от температуры.

Транскрипционные факторы, или генетические переключатели, управляют экспрессией генов у растений в ответ на внешние стрессы — такие как свет, дождь, качество почвы или даже поедание животными. Исследователи из USC выделили один из них, FBH1, который реагирует на температуру, слегка корректируя ритм по мере необходимости, но сохраняя его общую согласованность.

"Температура помогает удерживать стрелки биологических часов в правильном положении. Теперь мы знаем больше о том, как это работает", — сказал Стив А. Кей, декан USC Dornsife College и автор-корреспондент исследования.

В работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences 22 сентября, также участвовали ведущий автор Дон Нагел и соавтор Хосе Прунеда-Пас.

Понимание механики взаимодействия между биологическими часами и транскрипционной сетью может позволить ученым выводить растения, лучше приспособленные к стрессовым условиям. Это критически важно в мире, где фермеры пытаются прокормить растущее население на фоне сокращения пахотных земель и роста глобальной температуры.

"Глобальное изменение климата предполагает, что станет теплее, и поскольку растения не могут убежать от жары, им придется адаптироваться к меняющейся среде. Это исследование предлагает один механизм, чтобы понять, как работает это взаимодействие", — отметила Нагел.

Транскрипционные факторы есть и у растений, и у животных, но у растений их в среднем в шесть раз больше — вероятно, потому что они не могут уйти от своих стрессоров.

Исследование проводилось на Arabidopsis — цветущем растении семейства капустных, которое используется в качестве модельного организма из-за высокой семенной продуктивности, короткого жизненного цикла и полностью секвенированного генома.