Современные открытия в области устойчивости растений
С каждым годом вопрос выживаемости сельскохозяйственных культур в условиях аномально высоких температур становится всё актуальнее. Учёные из Корейского института бионаук и биотехнологий (KRIBB) сделали прорывное открытие, благодаря которому можно по-другому взглянуть на процесс адаптации растений к жаре. Центральное место в этом механизме занимает особый белок — PP2A B′η, который позволяет запускать защитные генетические процессы, обеспечивающие растению выживание при температурных стрессах.
В основе жизнедеятельности любых организмов лежат процессы передачи и реализации генетической информации. В ходе этих процессов ДНК превращается в РНК, а затем — в белки, выполняющие важнейшие функции. Однако не вся полученная РНК используется для сборки необходимых молекул: сначала из цепочки убираются лишние фрагменты — именно этим и занимается сплайсосома, молекулярная система высокого уровня сложности. Этот «клеточный портной» аккуратно вырезает ненужные последовательности, оставляя только те, которые нужны для синтеза правильных белков.
Исследования Корейского института бионаук и биотехнологий (KRIBB) показали, что белок PP2A B′η активирует сплайсосому именно тогда, когда растению необходимо экстренно реагировать на повышение температуры. Такой механизм позволяет растению срочно производить белки, способные нейтрализовать негативное влияние жары, сохраняя жизнеспособность культуры.
Роль PP2A B′η в защите растений от стрессовых факторов
Ученые KRIBB выяснили, что количество белка PP2A B′η напрямую влияет на способность растений справляться с экстремальными температурами. При недостатке этого белка семена теряют свою способность прорастать и быстро погибают при воздействии жары. Зато при избыточном количестве PP2A B′η растения значительно легче переносят высокие температуры и продолжают развиваться даже в климатических условиях, которые ранее считались для них губительными.
Особенно важно отметить, что без участия PP2A B′η сотни генов подвергаются ошибочному сплайсингу. Это приводит к синтезу неправильных, нефункциональных или даже вредных белков, нарушая весь обмен веществ и жизненные процессы растения. Резкое снижение или полное отсутствие нужных белков обрекает растение на гибель. Таким образом, PP2A B′η становится своеобразным гарантом правильной работы генетического «редактора» на критически важных участках ДНК.
Эксперименты подтвердили: добавление экстра PP2A B′η заметно увеличивает устойчивость растений к засухам и перегреву, а значит, открывает реальные перспективы для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в условиях глобального потепления.
Перспективы применения открытия для продовольственного сектора
Учёные из Корейского института бионаук и биотехнологий (KRIBB) убеждены: полученные данные уже сейчас позволяют приступить к выведению новых сортов пшеницы, риса, кукурузы и других важных культур, отличающихся повышенной жароустойчивостью. Такой подход способен надёжно защитить урожаи от последствий экстремальных погодных условий, а значит — снизить потери продовольствия в регионах, где засухи и высокие температуры становятся всё более частыми и продолжительными.
Кроме непосредственно повышения урожайности и сохранения культуры, знание особенностей работы белка PP2A B′η может использоваться и для точечного редактирования генома. Целенаправленное вмешательство в генетические процессы открывает путь к созданию устойчивых сортов не только для жаркого климата, но и для других видов стрессовых воздействий — например, засоления почвы или недостатка влаги.
Оптимистичный настрой учёных из KRIBB подкрепляется тем, что открытие универсального механизма, основанного на белке PP2A B′η, позволит адаптировать к изменяющимся условиям не только уже известные культуры, но и вывести принципиально новые сорта, устойчивые к самым разным климатическим вызовам. Таким образом, результаты работы международной команды открывают широкие горизонты для развития современной биотехнологии и укрепления продовольственной безопасности во всем мире.
Источник: www.gazeta.ru
