Новый механизм сигнализации в клетках растений

Биохимики из Рурского университета в Бохуме (RUB) совместно с коллегами из Вюрцбургского университета и Сельскохозяйственного университета Китая в Пекине обнаружили, что глутамат-подобные рецепторы (GLR) у растений распознают не аминокислоту глутамат, а множество других различных аминокислот. Исследование опубликовано в журнале Science Signaling.

Рецептор в Arabidopsis распознает многие аминокислоты

Команда идентифицировала сигнальные молекулы для одного из 20 GLR у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) — рецептора AtGLR1.4. Оказалось, что он реагирует на многие аминокислоты, но не на глутамат. Наиболее эффективным активатором является метионин — аминокислота, которую растения могут синтезировать сами. Когда рецептор AtGLR1.4 удалили с помощью мутации, растение почти перестало реагировать на метионин.

Рецептор является ионным каналом

AtGLR1.4, подобно глутаматным рецепторам в мозге, представляет собой ионный канал. При связывании сигнальной молекулы он открывает пору, позволяя положительно заряженным частицам поступать в клетку и генерировать электрический сигнал. Особенность рецептора в том, что не все связывающиеся с ним аминокислоты активируют сигнал. Некоторые, наоборот, подавляют его, вытесняя метионин.

Функция рецепторов метионина пока не ясна

Пока не известно, зачем растению распознавать метионин и схожие аминокислоты. Одна из гипотез — реакция на источники питательных веществ в окружающей среде. Также возможно, что растение само производит аминокислоты для передачи сигналов, аналогично процессам в человеческом мозге.

Рецепторы анализировали в яйцеклетках лягушки

Для анализа рецептор AtGLR1.4 изолировали из растительных клеток и экспрессировали в неоплодотворенных яйцеклетках лягушки. Это позволило изучить его свойства в изолированной системе, без влияния множества параллельных процессов, происходящих в самом растении.