Новое открытие раскрывает механизм восприятия света у растений и бактерий

Ученые из Гётеборгского университета (Швеция) и Университета Йювяскюля (Финляндия) определили внутренний механизм работы светочувствительных белков — фитохромов. Результаты опубликованы в Science Advances.

Фитохромы состоят из тысяч атомов и действуют как молекулярные машины. Они есть в листьях растений, а также у многих бактерий и грибов, сообщая клетке информацию об освещении.

Как работают фитохромы

Эти белки контролируют рост растений к свету для эффективного фотосинтеза и помогают бактериям перемещаться в более благоприятные условия. При поглощении света фитохром проходит серию структурных изменений.

Два года назад ученые обнаружили раннее структурное изменение, изучая укороченный фитохром. Теперь, усовершенствовав методы, они исследовали полноразмерный белок с биологическим активатором — гистидинкиназой. Это позволило увидеть финальную стадию процесса.

Практическое значение открытия

Понимание работы фитохромов открывает пути для их модификации, например, для повышения урожайности культур. Это знание также критически важно для оптогенетики — технологии, в которой светочувствительные белки конструируют для управления организмами светом.

Такие искусственные белки потенциально можно использовать для точечной доставки лекарств, например, в раковые клетки.

Международное сотрудничество

Исследование стало результатом сотрудничества групп из Швеции и Финляндии. Данные для работы были получены на экспериментальных установках во Франции, Швейцарии, Финляндии и США. Потребовалась запись и оценка многочисленных наборов данных для получения надежного результата.