Пустынные водоросли раскрывают механизмы устойчивости растений к высыханию

Микроскопические зелёные водоросли, обитающие в экстремальных условиях пустынь юго-запада США, демонстрируют необычайную толерантность к обезвоживанию. Эти крошечные водоросли (размером в несколько микрон) живут в составе микробиотических почвенных корок, характерных для засушливых районов. После полного высыхания они способны активизироваться и возобновить фотосинтез в течение секунд после получения капли воды.

Исследование Елены Лопес Передо и Зои Кардон из Marine Biological Laboratory (MBL), опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, направлено на выяснение механизмов этой устойчивости. Понимание адаптаций, облегчающих выживание растений в условиях засухи, становится особенно актуальным в контексте глобального потепления.

Учёные работали с двумя особо устойчивыми видами зелёных микроводорослей (Acutodesmus deserticola и Flechtneria rotunda), изучая изменение экспрессии генов во время высыхания. Для сравнения они также проанализировали экспрессию генов у их водного родственника (Enallax costatus), который в процессе высыхания погибал.

Ключевые выводы:

• Сходство: Все три вида водорослей — как устойчивые, так и неустойчивые — повышали экспрессию групп генов, кодирующих защитные белки, известные своей ролью при засухе даже у семенных растений.
• Критическое различие: Устойчивые к высыханию водоросли также существенно снижали экспрессию генов, кодирующих многие другие базовые клеточные процессы, фактически притормаживая свой метаболизм. Их водный родственник этого не делал.

Исследование предлагает новую перспективу: для устойчивости к высыханию может быть ключевым не только повышение экспрессии защитных генов, но и снижение экспрессии разнообразных метаболических генов. Этот механизм требует более широкого изучения у зелёных растений.