Ген биологических часов помогает растениям готовиться к весеннему цветению

Учёные получили новые данные о процессах, управляющих внутренними биологическими часами растений и помогающих им адаптироваться к смене сезонов, что запускает цветение весной.

Исследователи протестировали компьютерные модели генетических сетей резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana), чтобы определить роль белка TOC1 в управлении этими суточными циклами. Модель показывает, как 12 генов работают вместе, управляя сложным часовым механизмом растения и сбрасывая часы на рассвете и в сумерках каждый день.

Оказалось, что белок TOC1, который ранее связывали с пробуждением растений, на самом деле участвует в подавлении активности генов вечером, помогая растениям оставаться в состоянии покоя ночью.

Эти выводы Университета Эдинбурга противоречат прежним представлениям учёных о роли этого гена в утренней активности. Исследователи из Барселоны независимо пришли к аналогичному выводу. Два исследования прокладывают путь для дальнейшей работы по определению того, как эти циклы улучшают рост растений и позволяют им адаптироваться к изменяющейся среде.

Эти внутренние 24-часовые циклы — циркадные ритмы — также позволяют людям, животным и растениям вносить небольшие коррективы при изменении светового дня и адаптироваться к смене сезонов. Учёные надеются, что их открытие приблизит понимание других сезонных ритмов, влияющих на растения и людей, включая цветение основных сельскохозяйственных культур (пшеницы, ячменя, риса) и модели размножения животных.

Исследование под руководством Эдинбурга, опубликованное в Molecular Systems Biology, финансировалось Европейской комиссией, Советом по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук (BBSRC) и Советом по исследованиям в области инженерных и физических наук (EPSRC). Исследование под руководством Барселоны, опубликованное в Science, финансировалось Европейской комиссией, Фондом Рамона Аресеса и Министерством науки и инноваций Испании.

Ключевые цитаты:

• Профессор Эндрю Миллар (Университет Эдинбурга): «24-часовые ритмы биологических часов влияют на все живые организмы... Теперь мы гораздо лучше понимаем, как этот сложный процесс влияет на жизнь растения и что происходит, когда ритмы нарушаются, например, из-за изменения климата».
• Профессор Палома Мас (Центр исследований в области сельскохозяйственной геномики, Испания): «Биологические часы контролируют важнейшие процессы роста и развития растений... Теперь мы можем расширить полученные знания о циклических процессах на основные сельскохозяйственные культуры».