Гранит науки - 2003-04-06

Обнаружен фермент, играющий в растениях роль будильника - с помощью этой молекулы биологические часы растительного организма обеспечивают его приспособление к световому режиму, без которого невозможно использование солнечной энергии У микрофона Марина Аствацатурян! Растения, как и люди, имеют 24-часовой цикл активности, а израильские и американские ученые показали, что механизм, задающий этот ритм, находится в ядре растительной клетки. Отар Матту (Autar Mattoo) - физиолог растений, работающий в одной из лабораторий Службы Сельскохозяйственных Исследований Сельскохозяйственного Департамента США (U.S. Agriculture Departments Agricultural Research Services lab.) с коллегами выяснили, что ключевым моментом в работе биологических часов растения является выработка фермента, который видоизменяет белок D1. Этот белок играет критическую роль в фотосинтезе процессе, благодаря которому растения преобразуют солнечную энергию в энергию химических связей, то есть используют Солнце для синтеза питательных веществ. D1, соединяясь с фосфором (эта реакция идет с участием фермента) образует свою видоизмененную форму, которая затем обнаруживается в хлоропластах, зеленых составляющих растительной клетки, где осуществляется фотосинтез. Соединение D1 с фосфором происходит каждое утро, достигая пика к полудню, и оно сигнализирует растению о необходимости подогнать свой метаболизм под максимум дневного света. Такая согласованная работа, возможно, помогает растению выдержать наибольшую интенсивность света, которая препятствует фотосинтезу. Открытие Матту опубликовано в апрельском номере американского журнала Сельскохозяйственные Исследования (Agricultural Research).

Эксперименты по изучению особенностей биологических часов растений проводились в разное время года и в различных климатических условиях, и все наблюдения подтверждали теорию о ключевой роли фосфорилирования белка D1. Доктор Матту отмечает, что единственным препятствием на пути присоединения фосфора к D1 является воздействие некоторых гербицидов. Белок D1 является также мишенью ультрафиолета-В, лучей, повреждающих растения. Солнцезащитными в этом случае являются вырабатываемые растением флаваноиды, но они эффективны только при низких дозах ультрафиолета, к высоким растение должно приспособиться иначе. Следовательно, "для каждого растения очень важно следить за временем, чтобы и защищать себя, и нормально функционировать" (то есть производить и потреблять питательные вещества), а для этого нужны биологические часы говорит Матту. "Растение не может убежать, а потому оно выработало внутренние механизмы, позволяющие ему выжить в экстремальных условиях" - отмечает исследователь в интервью Ассошиэйтед-пресс. Открытие полного жизненного цикла белка D1 результат 22-летнего сотрудничества Отара Матту с Марвином Эдельманом (Marvin Edelman) из Вейцмановского Института (Weizmann Institute) в Израиле. Объектом исследования ученых были томаты, но суточный ритм обнаружен ими и у других растений.