Растения-мутанты раскрывают температурный сенсор

Учёные обнаружили, что светочувствительные белки растений — фитохромы — также реагируют на температуру, что объясняет, как растения ощущают тепло.

• Ключевой белок: Фитохром B, один из трёх основных красных фоторецепторов растений, оказался одновременно световым и температурным сенсором.
• Неожиданное открытие: Эксперименты с мутантными растениями фитохрома B в лаборатории Хорхе Х. Касаля в Аргентине показали, что при повышении температуры растения, находящиеся на постоянном солнечном свету, накапливают меньше биологически активной формы фитохрома B (Pfr). В результате при летних температурах они ведут себя так, будто находятся в тени, даже на ярком солнце.
• Механизм: Фитохром переключается между формами Pr и Pfr. Pfr может превращаться обратно в Pr не только под действием дальнего красного света, но и в процессе тепловой реверсии. Оказалось, что эта реакция очень чувствительна к температуре и при её повышении ускоряется сильнее, чем реакция образования Pfr под светом, "стирая" световой сигнал.
• Последствия для растения: Высокий уровень Pfr даёт сигнал "много света" — растение остаётся низким, зелёным и здоровым. Тепловая реверсия снижает уровень Pfr при высокой температуре, заставляя растение думать, что оно в темноте, и вытягиваться, становясь длинным и "долговязым".
• Значение: Это открытие, опубликованное в Science 27 октября, объясняет, как растения интегрируют информацию о свете и температуре. Понимание механизма позволяет создавать мутанты, более или менее чувствительные к температуре, путём модификации тепловой реверсии, что важно для адаптации сельского хозяйства к более тёплому климату.
• Почему открыли только сейчас: Фитохромы крайне нестабильны, и все эксперименты по их очистке традиционно проводили на льду, чтобы "не беспокоить" белки, что маскировало их температурную чувствительность.