Ученые обнаружили способность растений быстро найти защиту у себя в ДНК

Уровни метаболитов, низкие в здоровых условиях, резко возрастают когда растение подвергается нападению. Это обнаружили ученые из Научного института Карнеги, 17 февраля пишет издание The Western Producer.

Для борьбы с вредными бактериями и грибками растения полагаются на арсенал химических веществ и соединений, которые они вводят в действие в любой момент.

Новое исследование Научного института Карнеги в Стэнфорде, штат Калифорния, показало, как на генетическом уровне активируется производство растительного защитного соединения под названием камалексин.

Канмей Чжао, научный сотрудник университета в области биологии растений, сказал, что защитные метаболиты, такие как камалексин, в здоровых условиях малочисленны, но их производство быстро включается, когда растение подвергается нападению.

Чжао сказал, что камалексин принадлежит к химической группе, называемой индольными алкалоидами, которые присутствуют в таких растениях, как горчица, капуста и брокколи, а также в растении арабидопсис, используемом в исследовании.

Камалексин ингибирует бактерии и грибки, разрушая их клеточные мембраны. Цель исследования состояла в том, чтобы найти механизм, который растения быстро используют для производства камалексина и борьбы с патогенами.

Генетический материал клетки кодирует все необходимое для производства всех белков, необходимых клетке для эффективного функционирования.

«Представьте, что геном клетки — это огромная библиотека, каждый ген — это книга, а каждая хромосома — очень большая полка», — представил Чжао.

«У клетки есть различные механизмы для быстрого поиска нужного гена в этом огромном массиве информации, чтобы его можно было транскрибировать и транслировать для создания закодированного белка и реагирования на стрессы и угрозы окружающей среды».

Чжао написал в отчете, что для того, чтобы гены, управляющие производством камалексина, были преобразованы в белки, их последовательности ДНК должны быть физически доступны. Эта доступность контролируется добавлением или удалением химических групп или меток.

Эти точные защитные модификации помогают активировать или подавлять экспрессию гена и в совокупности называются хроматином. Иногда эти активирующие и репрессирующие элементы присутствуют одновременно, создавая так называемый двухвалентный домен хроматина.

Согласно пресс-релизу, Чжао и ее коллеги смогли обнаружить никогда ранее не охарактеризованный тип двухвалентного хроматина, который удерживает путь биосинтеза камалексина в неактивном состоянии до тех пор, пока не появится сигнал от патогена.