Создано идеально приспосабливающееся растение

В Женевском университете были созданы стойкие к ультрафиолетовому излучению трансгенные растения, которые отличаются производством высокого уровня антиоксидантов.

У растений непростые отношения с солнечным светом. В то время как излучение с одной длиной волны необходимы им для осуществления фотосинтеза, другие виды излучения, такие как ультрафиолетовые лучи спектра В (УФ-В), являются для них вредными.

В связи с этим, растения выработали определённые способы обнаружения этих высокотоксичных лучей и создания защиты от них.

Команда учёных во главе с Романом Ульмом, профессором факультета естественных наук в Женевском университете (UNIGE), Швейцария, создала трансгенное растение, которое постоянно акклиматизируется, независимо от уровня УФ-В.

Это растение обладает постоянно активным рецептором, который обеспечивает ему более высокое сопротивление УФ благодаря увеличению производства флавоноидов, веществ, которые функционируют в качестве «солнцезащитного крема» и в качестве антиоксидантов.

Кроме того богатые флавонидами растения служат мощным источником антиоксидантов для человека.

По мнению журнала PNAS, подобное трансгенное растение является отличной моделью системы в рамках фундаментальных исследований, а также исследований, направленных на улучшение сельскохозяйственных культур.

Растения имеют целый арсенал рецепторов, которые позволяют им извлекать пользу из всех компонентов солнечного излучения.

В то время как энергия одних фотонов захватывается хлорофиллом для производства сахара, другие длины волн регулируют основные процессы, такие как цветение, прорастания семян, а также избегание тени и фототропизм.

Даже ультрафиолетовые лучи спектра B, несмотря на их вредность, используются растениями как внешний раздражитель и стимулируют рост и развитие растений, – отмечает Роман Ульм, профессор кафедры ботаники и биологии растений UNIGE.

Ультрафиолетовое лучи спектра В (УФ-В), на которые приходится 0,5% световой энергии, опасны для живых организмов, поскольку они приводят к образованию свободных радикалов в клетках и повреждают их ДНК.

Не имея возможности избежать воздействия этих лучей, растения вынуждены создать некий способ, чтобы защитить себя.

Они обнаруживают УФ-В лучи благодаря рецепторам известным как UVR8, и запускают биохимическую цепную реакцию в клетках, которая позволяет клеткам сформировать оборону.

Она в частности состоит из флавоноидов, действующих как солнцезащитные крема и антиоксиданты, и из ферментов, которые возмещают причиненный ДНК из-за воздействия света ущерб.

Совместно со своими коллегами из университетов Гента (Бельгия) и Фрайбурга (Германия), команда Романа Ульма создали трансгенное растение, с мутировавшими рецепторами UVR8.

Замены всего одной аминокислоты на другую было достаточно для того, чтобы эти рецепторы оставались постоянно активными, даже без УФ, – рассказывает Марк Хейде, научный сотрудник и один из главных авторов статьи.

Тот факт, что этот рецептор остаётся постоянно включённым приводит к постоянной стимуляции генов, необходимой для активации мер выживания.

Трансгенное растение постоянно ассимилируется и не страдает от чрезмерного воздействия УФ-В. Кроме того это приводит к высокому уровню производства флавоноидов, в том числе антоцианов, молекул с мощными антиоксидантными свойствами, полезными как для растений, так и для человека.

Это растение представляет собой вариант арабидопсиса, модельного организма широко используемого в лабораторных экспериментах.

Что позволяет нам подробно исследовать внутриклеточные процессы, связанные с акклиматизацией и делает это растение отличной моделью для исследований, направленных на улучшение сельскохозяйственных культур, – признаётся Роман Ульм.