Как растения регулируют свой сахарный обмен?

Белок SPL7, известный своей ролью в реакции растений на дефицит меди, также оказался критически важным для энергетического метаболизма. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством профессора Уте Кремер из Рурского университета в Бохуме совместно с коллегами из Институтов Макса Планка. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell 22 июля 2022 года.

Растения используют световую энергию для производства сахаров в процессе фотосинтеза. Исследование показало, что SPL7 регулирует их сахарный баланс, что может быть полезно для биотехнологий и повышения урожайности на почвах с дефицитом меди.

Слепота к собственному энергетическому статусу

Ученые изучали мутантов модельного растения Arabidopsis, неспособных производить белок SPL7. У этих мутантов наблюдалось накопление сахаров в тканях из-за плохого их использования. Несмотря на обилие энергии, их рост и развитие замедлялись. Исследователи предполагают, что мутанты без SPL7 не могут распознать свой высокий энергетический статус или преобразовать его в адекватные реакции роста.

Возможное участие неизвестных сигнальных путей

Исследование указывает, что SPL7 выполняет регуляторную функцию в энергетическом метаболизме растений, помимо запуска реакции на дефицит меди. Эта новая регуляторная связь отражает тот факт, что ключевые белковые функции в энергетическом метаболизме (как в фотосинтезе, так и в дыхании) зависят от меди. Известные пути передачи сигналов о сахаре у мутантов работали нормально, что указывает на возможное участие еще не идентифицированного пути.

В дальнейших исследованиях команда планирует выяснить, как именно SPL7 позволяет растениям использовать сахара. Первый шаг уже сделан: ученые идентифицировали все гены, активность которых напрямую регулируется SPL7. Следующая цель — понять, как некоторые из этих генов обеспечивают утилизацию сахаров.