Как витамин C помогает растениям справляться с солнцем

Международная группа исследователей из Центра устойчивых ресурсов RIKEN и Университета Окаямы раскрыла механизм, с помощью которого витамин C (аскорбиновая кислота) попадает в хлоропласты растений, где он играет ключевую роль в защите от избыточного света. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Ключевой транспортный белок

Исследователи идентифицировали белок PHT4;4 как транспортер, доставляющий витамин C в хлоропласты:

• Эксперименты с искусственными мембранами (протеолипосомами) показали, что только PHT4;4 способен транспортировать витамин C.
• Методами иммунофлуоресцентной микроскопии установлено, что PHT4;4 расположен в оболочке хлоропластов, но не во внутренних тилакоидных мембранах.

Последствия "отключения" транспортера

Используя модельное растение Arabidopsis thaliana, ученые сравнили нормальные растения и мутанты с "выключенным" геном PHT4;4:

• В хлоропластах мутантных растений под действием сильного света содержание восстановленной формы витамина C было примерно на 35% ниже, чем у нормальных растений.
• Мутанты демонстрировали повышенную фотоингибицию (снижение роста из-за избытка света) и не могли так же эффективно рассеивать избыточную световую энергию в виде тепла через ксантофилловый цикл, где витамин C выступает важным коферментом.

Практическая перспектива

По словам ведущего автора Такааки Миядзи, это открытие может привести к созданию сельскохозяйственных культур с повышенной устойчивостью к стрессу:

"Я считаю, что это исследование может привести к инновациям, нацеленным на PHT4;4, для создания сельскохозяйственных растений, которые могут более эффективно транспортировать витамин C в хлоропласт".

Такие растения будут обладать улучшенными фотозащитными свойствами и смогут предотвратить снижение урожайности на территориях с интенсивным солнечным излучением.