Ученые ищут кнопку включения программы защиты растения

Защитные программы растения

Защитные программы растения

Интересные новости биологии растений: В научном журнале Биотехнологического института Фландрии опубликован материал о механизме включения — выключения систем защиты растений, которой имеет практическое значение для фармакологии.

Растения в ответ на нападение травоядных животных или патогенных микроорганизмов могут активизировать защитные программы, которые защищают его и даже атакуют нападавших. Эти защитные механизмы требуют от растения много энергии и резервов, которые должны быть накоплены в процессе роста и размножения растения.

Таким образом, возникает большая необходимость строго контролировать деятельность защитных генов.

Гормоны, такие как жасмонат являются ключевым фактором в этом процессе — этот гормон растение вырабатывает во время стрессовой ситуации. Наличие жасмонат запускает в действие сложную цепочку взаимодействий, начиная с угнетения так называемых JAZ белков. Это в свою очередь высвобождает другой белок (MYC2) , который является стартовым сигналом для запуска защитных программ растения и приостановки его роста.

Присутствие белка JAZ в растении является тормозящим механизмом запуска защитных программ.  До сих пор было неясно как белок JAZ способен блокировать активность белка MYC2.

Трио NINJA, JAZ и TPL

Благодаря исследованию Лоуренса Раувелса и Яна Гирник из группы Алана Госсенса (VIB/Университет Гхента), это проблема получила дальнейшее уточнение. Оказывается недавно открыли белок, который называется NINJA соединяющий белок JAZ с другим белком, называемым TPL.

До тех пор, пока эти все белки находятся в трио, то они связываются с MYC2 и он остается неактивным. В тот момент, когда уровень JAZ понижается — как следствие стресса и в последующем образуется jasmonates возрастает уровень MYC2 и запускается механизм защиты растения.

Исследователи работали совместно с испанскими коллегами из CSIC Университета Мадрида и использовали технологию основанную на протеомики разработанную Гиртом Де Ягером (VIB/Университет Гхента) и Эрвином Вайтерсом   (VITO/Университет Антверпен). Эта технология позволяет определить состав и производство белковых комплексов в растениях.

Связь между ростом и стрессом

Ранее было известно, что TPL подавляет производство генов, контролируемых ауксиновыми регуляторами роста. Исследователи из VIB показали, что белки TPL также успешно подавляют другие белки. В действительности, они не только не влияют на регулирование роста растений, но и на другие гормонально управляемые процессы, при взаимодействии с белками, такими как NINJA.

Этот новый взгляд показывает как стресс и другие пути, сигнально связанные с ростом, используют те же самые механизмы регулирования производства генов в растениях и заполняет тот существенный пробел в наших знаниях как гормоны растения такие как жасмонат (jasmonate) регулируют производство генов.

Фармакологическое применение

Когда растение включает свой защитный механизм, оно начинает производство вторичных метаболитов, группу химических веществ, обладающих различными лечебными свойствами.  Теперь, когда нам станет больше известно о регулировании этих вторичных метаболиков, ученые смогут искать пути к увеличению использования в фармацевтической промышленности.

Резюме

Таким образом, если ученым удастся раскрыть секрет механизма включения — выключения системы защиты растения, это позволит в будущем использовать для получения из растений ценных лекарственных препаратов, которые могут с успехом использоваться в фармакологической промышленности.

COMMENTS