Идентифицированы соединения, продлевающие жизнь цветков ипомеи
Долговечность цветков растений контролируется генетически запрограммированными механизмами. Через определенное время после цветения индуцируется экспрессия генов, связанных с запрограммированной гибелью клеток, и деградируют клеточные компоненты, такие как белки и нуклеиновые кислоты, что приводит к увяданию и отмиранию цветка. В садоводстве долговечность цветка — важный признак, определяющий коммерческую ценность декоративных растений, и желательно развитие технологий для её продления.
В предыдущем исследовании команда идентифицировала фактор транскрипции EPHEMERAL1 (EPH1) как регулятор долговечности цветка у японской ипомеи. Было предположено, что если найти химическое соединение, подавляющее функцию EPH1, можно будет продлить жизнь цветка.
В данной работе исследователи успешно создали аналитическую систему для обнаружения связывания EPH1 с ДНК, используя бесклеточную систему синтеза белка пшеницы и технологию анализа молекулярных взаимодействий AlphaScreen, самостоятельно разработанную компанией PROS. С помощью системы AlphaScreen им удалось выделить соединения Everlastin1 и Everlastin2, которые ингибируют связывание EPH1 с ДНК.
Анализ показал, что EPH1 связывается с ДНК посредством димеризации, а Everlastin1 и Everlastin2 ингибируют эту димеризацию EPH1, тем самым снижая его способность связываться с ДНК. Погружение срезанных цветков ипомеи в воду с растворенными Everlastin1 или Everlastin2 ингибировало деградацию ДНК и белков и продлевало жизнь цветков примерно в два раза.
Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.
Факторы транскрипции обычно трудно синтезировать и очищать, и они считались белками, для которых очень сложно разработать химические регуляторы. В этом исследовании, используя бесклеточную систему синтеза белка зародышей пшеницы от PROS (которая может эффективно синтезировать любой белок) и систему AlphaScreen (способную анализировать связывание ДНК с неочищенными белками), ученые успешно синтезировали фактор транскрипции EPH1 и создали систему анализа его связывания с ДНК.
Благодаря этим технологиям стало возможным проведение скрининга соединений, нацеленных на факторы транскрипции. Впервые в мире удалось провести скрининг соединений, ингибирующих функцию факторов транскрипции у растений. Использованные методы могут стимулировать разработку химических соединений, нацеленных на факторы транскрипции, которые ранее считались «неподдающимися воздействию».
Белок, аналогичный фактору транскрипции EPH1, также, вероятно, участвует в контроле долговечности основных срезанных цветов, таких как лилии. Ожидается, что подход, аналогичный представленному в исследовании, приведет к разработке химических веществ, продлевающих жизнь ярких цветов, продающихся в цветочных магазинах.