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

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению
Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению

Яйцо действительно появилось первым. Откладыва...

Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий
Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий

Как природные антимикробные хищные бактерии сп...

Carbohydrate Polymers: Культурная ламинария теперь может быть не хуже дикороса
Carbohydrate Polymers: Культурная ламинария теперь может быть не хуже дикороса

Норвегия экспортирует продукцию, полученную из...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса