Как растения видят синий свет

Новое исследование лаборатории профессора Ницана Шабека из Калифорнийского университета в Дэвисе показывает, как растения реагируют на синий свет.

Растения воспринимают свет с помощью специальных рецепторов. Одними из них являются криптохромы — синие световые фоторецепторы. При поглощении фотона криптохром запускает физиологический ответ. Эти рецепторы есть у бактерий, растений и животных. У растений они регулируют критически важные процессы: прорастание семян, время цветения и настройку циркадных ритмов.

В новом исследовании, опубликованном 4 января в Nature Communications Biology, лаборатория Шабека определила кристаллическую структуру части синего светового рецептора криптохрома-2 у модельного растения Arabidopsis thaliana.

Структурные изменения активируют гены

Учёные обнаружили, что светочувствительная часть молекулы меняет свою структуру под действием света: от одиночной единицы она переходит к структуре из четырёх связанных единиц (тетрамеру).

«Этот процесс перестройки, называемый фотоиндуцированной олигомеризацией, очень интересен. Наша молекулярная структура предполагает, что эти светоиндуцированные изменения высвобождают транскрипционные регуляторы, которые контролируют экспрессию специфических генов у растений», — сказал Шабек.

Структуру криптохрома-2 удалось определить с помощью рентгеновской установки Advanced Light Source в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.

Эта работа является частью долгосрочных целей лаборатории по пониманию механизмов восприятия окружающей среды растениями — от молекулярного до организменного уровня.