Стероиды контролируют газообмен у растений

Растения дышат через микроскопические поры — устьица (от греческого "рты") на поверхности листьев. Ежегодно через них проходит более 40% атмосферного углекислого газа (CO₂) и объём воды, вдвое превышающий всю атмосферу. Количество и распределение устьиц строго регулируется для оптимизации фотосинтеза при минимизации потерь воды.

Новое исследование под руководством Чжиюна Вана, Тэ-Вука Кима и Доминик Бергманн из Института Карнеги показывает, что ключевую роль в этом регулировании играют растительные стероидные гормоны — брассиностероиды. Работа опубликована 5 февраля в журнале Nature.

Роль брассиностероидов

Брассиностероиды регулируют многие аспекты роста и развития растений. Мутантные растения с дефицитом этих гормонов или нечувствительностью к ним демонстрируют чрезмерное и неравномерное распределение устьиц.

Молекулярный механизм

Исследователи обнаружили, что белок BIN2, участвующий в передаче сигнала брассиностероидов, также влияет на путь развития устьиц. BIN2 ингибирует ключевой регуляторный белок YODA:

• При отсутствии брассиностероида: BIN2 активен и ингибирует YODA, что позволяет формирование устьиц.
• При наличии брассиностероида: BIN2 инактивируется, что позволяет YODA подавлять развитие устьиц.

Значение открытия

Как отметил Чжиюн Ван, это исследование подтверждает роль брассиностероидов как "главных регуляторов", координирующих как физиологические, так и развивающие аспекты роста растений. Поскольку путь передачи сигнала брассиностероидов один из наиболее изученных, эти результаты могут помочь в исследованиях многих других клеточных систем растений.