Бор нужен растениям в микроскопических дозах, но без него не вырастут ни корни, ни побеги. Обычно растения поглощают его из почвы в виде борной кислоты — молекулы просто просачиваются внутрь. Но в засушливых регионах бора в земле катастрофически мало, и пассивного всасывания не хватает. Тогда в дело вступают специальные белки-переносчики.

Например, у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) — это белок AtNIP5;1, который встраивается в наружную мембрану корня и буквально вытягивает бор из почвы. Но чтобы он работал, его нужно точно разместить — «лицом» к грунту. Как растение этого добивается, долго оставалось загадкой.

Ответ нашли японские ученые из Университета Васэда. Оказалось, все дело в другом белке — миозине XI. Это своего рода внутриклеточный курьер: он передвигается по микротрубочкам, таская органеллы и другие молекулы. Исследователи предположили, что он может доставлять AtNIP5;1 точно на место.

Результаты опубликованы в издании Plant Physiology and Biochemistry.

Чтобы проверить гипотезу, они создали мутантные растения без нескольких миозинов XI. Результат был поразительным:

• При нехватке бора у мутантов корни почти не росли, листья оставались мелкими, а уровень бора в тканях падал в разы.
• Под микроскопом стало видно, что AtNIP5;1 у них терял ориентацию — вместо наружной мембраны он рассыпался по всей клетке или вообще исчезал.

Дальше — больше. Ученые заблокировали миозин XI химически и увидели то же самое: белок-переносчик больше не мог занять правильную позицию.

А вот другой борный транспортер, AtBOR1, который работает внутри клетки, почти не пострадал. Значит, миозин XI — это не общий логист, а узкоспециализированный навигатор именно для AtNIP5;1.

Почему это важно

• В засушливых регионах, где бор в дефиците, такие знания помогут вывести более устойчивые сорта.
• Если усилить работу миозина XI или стабилизировать AtNIP5;1, можно повысить урожайность без лишних удобрений.

Теперь мы понимаем, как клетка управляет борным «насосом», — говорит профессор Томинага. — Следующий шаг — применить это к пшенице или рису.

Этот механизм — ключ к решению двух проблем: деградации почв и экономии ресурсов. В регионах, где бор вымывается из грунта (например, в степях или на песчаных землях), фермеры вынуждены постоянно вносить удобрения. Если создать сорта с усиленным миозином XI или более стабильным AtNIP5;1, можно снизить затраты и повысить урожай. Кроме того, это уменьшит химическую нагрузку на экосистему.

Исследование проводилось на модельном растении — резуховидке, у которой всего 13 миозинов XI. У сельскохозяйственных культур (например, пшеницы) их может быть больше, и система транспорта сложнее. Не факт, что механизм сработает так же. Кроме того, авторы не проверили, как миозин XI взаимодействует с другими факторами — например, гормонами роста, которые тоже влияют на полярность белков.

Ранее ученые обнаружили новый механизм формирования памяти.