Датчики дыма у растений изменились в ходе эволюции

Лесные пожары разрушительны, но в то же время они дают начало новой жизни, уничтожая то, что есть. Для прорастания семян многих растений часто требуется именно огонь.

Ученые нашли древний рецепторный белок, способный обнаруживать каррикины — молекулы в дыме от сгоревшей растительной биомассы. Этот белок KAI2, получивший неофициальное название датчик дыма, запускает молекулярные сигналы, которые ускоряют прорастание семян.

Любопытно, что белки KAI2 обнаруживают у самых разных растений, которые вообще не растут в зонах пожаров. Группа ученых под руководством профессора Ницана Шабека и аспирантки Анжелики Гуэрсио с кафедры биологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе, выявила эти рецепторы у гороха, показав, что также они играют роль в восприятии гормонов роста у растений.

Результаты опубликованы в издании Communications Biology.

Почему выбор ученых пал на горох? Очень просто: он относится к бобовым — одному из крупнейших семейств цветковых растений, которое включает несколько видов сельскохозяйственных культур. Благодаря симбиозу с микробами бобовые способны улавливать азот из воздуха.

Ученые установили, что оригинальный ген KAI2 на ранних этапах эволюции бобовых продублировался, благодаря чему появились два гена — KAI2A и KAI2B. С помощью передовых генетических и биохимических техник, а также с использованием белковой кристаллографии ученые выяснили, что каждый из рецепторов отвечает на различные лиганды. Причем KAI2B действует в особо широком спектре, включая новый класс растительных гормонов под названием стриголактоны.

С помощью структурной биологии ученые также определили на атомном уровне новый каталитический промежуточный продукт фермента KAI2, взаимодействующий с молекулами стриголактона.

Вместе с коллегами нам удалось объединить результаты изучения атомных структур рецепторов KAI2 и масс-спектрометрического исследования с экспериментами на растениях. Так мы выяснили, как эти рецепторы менялись в ходе эволюции, чтобы не только чувствовать гормоны, но и катализировать их, — заявил Шабек.

Стриголактоны как растительные гормоны

Известно, что стриголактоны влияют на множество процессов в растениях, включая рост корней и побегов, а также реакцию корневой сети на грибы и микроорганизмы в почве. Благодаря новой работе ученые лучше поняли загадочный сигнальный путь каррикина и назначения его рецепторов в растениях, эволюционно не связанных с огнем.

Эта область весьма перспективна для агросистем и производства продуктов питания у бобовых, а также для всей когорты зеленых растений, — заключил Шабек.

13.02.2022


Подписаться в Telegram



Биосфера

Science: У шимпанзе есть слабо развитая культура
Science: У шимпанзе есть слабо развитая культура

В последние десятилетия ученые выяснили, что&n...

Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка
Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка

Исследование хромосом в клетках, которые ...

IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду

Иногда ученые открывают новые виды, иногда тер...

Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями

Новый вид маленькой ящерицы нашли ученые ...

Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов

Серфингисты могут получить долгожданную защиту...

PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов

Как связаны износ зубов и работа челюстей...

Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника

Поприветствуем новый вид крабов-отшельник...

Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары

Сорта томатов, которые дают урожай в очен...

Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман

Окаменелость вымершей гигантской плотоядной пт...

Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь

Короткие липиды могли стать основой первых кле...

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Science: У шимпанзе есть слабо развитая культура
Science: У шимпанзе есть слабо развитая культура
Ученые МФТИ придумали, как пропатчить сердце
Ученые МФТИ придумали, как пропатчить сердце
В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера
В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера
Ученые научились производить заживляющие наночастицы в промышленных масштабах
Ученые научились производить заживляющие наночастицы в промышленных масштабах
Внеклеточные везикулы — новое слово в лечении воспалительных заболеваний кишечника
Внеклеточные везикулы — новое слово в лечении воспалительных заболеваний кишечника
Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы
Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы
The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией
The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией
1 укол вместо 15: в Челябинске предложили революционный метод лечения рака
1 укол вместо 15: в Челябинске предложили революционный метод лечения рака
Исследована двойная роль клеточного регулятора CED-9 в апоптозе
Исследована двойная роль клеточного регулятора CED-9 в апоптозе
Ученые из Новосибирска установили возраст шерсти детеныша саблезубой кошки
Ученые из Новосибирска установили возраст шерсти детеныша саблезубой кошки
Челябинские ученые создали систему управления объектами электроэнергетики
Челябинские ученые создали систему управления объектами электроэнергетики
PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене
PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене
PF: Семена чампати помогут физикам лучше понять оползни и каменные лавины
PF: Семена чампати помогут физикам лучше понять оползни и каменные лавины
Frontiers in Physiology: Космонавты обычно немного «тормозят» из-за стресса
Frontiers in Physiology: Космонавты обычно немного «тормозят» из-за стресса
Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка
Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка

Новости компаний, релизы

3D-печать: от самых смелых концепций до твердой реальности
КНИТУ вошёл в тройку лидеров по количеству перспективных российских стартапов
В ПсковГУ состоялось открытие научно-образовательной лаборатории «Когнитивное развитие в образовании»
Квантовая неделя в Санкт-Петербурге пройдет на площадке СПбГУ
Школьных учителей приобщат в современной науке