Новый метод визуализации метаболитов растений открывает перспективы для биоэнергетики

Исследователи из Национальной лаборатории Эймса разработали высокочувствительный метод масс-спектрометрии, позволяющий впервые визуализировать распределение малых молекул в растительных тканях с беспрецедентным разрешением.

Суть метода

• Используется матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация — масс-спектрометрия (MALDI-MS).
• Метод создает карты распределения метаболитов (например, липидов) в растительном материале с разрешением 10–50 микрон (меньше четверти толщины человеческого волоса).
• Это позволяет увидеть локализацию молекул на уровне отдельных клеток.

Прорыв в исследованиях

• Традиционные методы (газовая хроматография и масс-спектрометрия) показывали «что» и «сколько», но уничтожали ткань, теряя информацию «где» находятся метаболиты.
• Применение к семенам хлопчатника выявило, что распределение липидов варьируется в зависимости от функции ткани.
• «Данные, которые мы видим, беспрецедентны», — заявил ведущий ученый Базил Николау.

Значение для науки и промышленности

• Метод, ранее использовавшийся в медицине для картирования белков в раковых тканях, теперь открывает новые горизонты в биологии растений.
• Полученные знания могут быть критически важны для:
  • Биотопливных исследований (хлопковое семя — потенциальный источник биотоплива).
  • Генетики сельскохозяйственных культур и пищевой промышленности (масло хлопчатника).
• «Эти данные изменят будущее того, как мы проводим исследования», — считает Николау.

Перспективы

• Ученые признают, что интерпретация новых пространственных данных — это вызов, который потребует интеграции в существующие научные подходы.
• «Этой технологии предстоит очень быстро расцвести в ближайшие несколько лет», — прогнозирует разработчик метода Ён-Джин Ли.
• Понимание биосинтеза растений на таком детальном уровне — ключ к переходу от нефтехимии к возобновляемым источникам углерода, фиксируемым растениями в процессе фотосинтеза.