Витамин С помогает растениям противостоять палящему солнцу

16 января 2015 года / / Рейтинг:


В результате облучения растений чрезмерным количеством солнечного света процессы роста в их организме тормозятся. Это явление называется фотоингибированием, а наличие в хлоропластах витамина C позволяет предотвратить его. Однако до сегодняшнего дня ничего не было известно о том, каким образом данный витамин попадает в хлоропласты.

Команда исследователей из японского центра RIKEN и Окаямского университета недавно обнаружила, что за транспортировку витамина C отвечает белок PHT4;4. Полученные результаты могут помочь в выведении новых сортов культур, более устойчивых к внешним воздействиям, в том числе способных выживать в регионах с палящим солнцем.

Тогда как нам, людям, витамин C помогает оставаться здоровыми, растения находят ему своё применение. Он вырабатывается в митохондриях под действием стресса, а затем попадает в другие органеллы, такие как хлоропласты, где выступает в роли антиоксиданта и коензима в обменных процессах, тем самым помогая защищать растение.

В ходе серии экспериментов ученые проверили свои гипотезы о том, что один из белков группы PHT4 отвечает за транспортировку витамина С, также известного как аскорбиновая кислота, в хлоропласты. В качестве модельного растения использовалась традиционная для этих целей Резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana). На первом этапе учёные внедрили каждый из четырёх белков группы PHT4 в искусственно созданные мембраны — протеолипосомы — и задали естественный отрицательный потенциал. Они обнаружили, что витамин С проходит только через мембрану, содержащую белок PHT4;4. Этот факт говорит о том, что данный протеин, похоже, и является тем самым транспортным мостиком, который они искали.НА ФОТО: Снимок хлоропластов, полученный при помощи электронного микроскопа. (источник — Flickr компании BASF)

Далее, ученые обнаружили, что в растениях содержится именно белок PHT4;4. При помощи количественного ПЦР-анализа было определено, что он сконцентрирован преимущественно в листьях, а иммунофлуоресцентная микроскопия показала, что данный белок находится в оболочке хлоропластов.

Одним из способов, которым растения защищают себя от чрезмерного излучения, является преобразование его в тепло, которое затем рассеивается в ходе ряда реакций, называемых ксантофилловым циклом, протекающим в хлоропластах. Витамин С является важным коферментом в этом цикле. Анализ показал, что мутантные растения, которые вследствие генетических изменений утратили PHT4;4 из хлоропластов, рассеивают намного меньше света, по сравнению с нормальными экземплярами.

По мнению ведущего автора исследования, Такааки Миайи из Окаямского университета, данная работа может стать фундаментом для инновационных исследований, направленных на PHT4;4, с целью выведения новых сортов культур, способных к более эффективной транспортировке витамина С к хлоропластам. А Такахаши Куромори из центра RIKEN добавил, что такие растения будут лучше защищены от палящего солнца.

Оцените статью


оставить комментарий

Чтобы оставлять комментарии, вам необходимо сначала войти или зарегистрироваться на сайте.

Также вы можете войти через социальную сеть ВКонтактеFacebook или Twitter