Растения чувствуют осеннюю температуру через биологическую конденсацию

Исследователи обнаружили, что процесс, подобный конденсации воды, — биофизическая конденсация — происходит внутри растений и позволяет им ощущать колебания температуры. Эта способность критически важна для своевременного роста и размножения.

Ключевую роль в запоминании смены сезонов играет ген Flowering Locus C (FLC), который действует как «тормоз» цветения. Хотя известно, как FLC «выключается» эпигенетически и остаётся неактивным зимой, механизм начального этапа — «транскрипционного затухания» — был изучен плохо.

Учёные из группы профессора Дейм Кэролайн Дин (John Innes Centre) на модели растения Arabidopsis thaliana выяснили, что при похолодании белок FRIGIDA (известный активатор FLC) образует в ядрах клеток жидкие капли — конденсаты. Это изолирует FRIGIDA и не даёт ему активировать FLC.

При потеплении конденсаты исчезают за 5 часов, и белок FRIGIDA снова может активировать «тормоз» цветения FLC. Это предотвращает слишком раннее цветение осенью во время тёплой погоды.

Доктор Пань Чжу, первый автор исследования, отмечает: «Наши результаты помогают понять, как растения ощущают сигналы колеблющейся температуры — а именно колебания температуры, согласно прогнозам, станут более экстремальными из-за изменения климата».

Также было обнаружено, что в образовании холод-индуцированных конденсатов FRIGIDA участвует специфическая изоформа длинной некодирующей РНК COOLAIR.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрывает новый механизм реакции растений на изменение температуры, что важно для адаптации сельскохозяйственных культур к климатическим изменениям.