Биологи выяснили, как молекулярные часы растений помогают им не заболеть

Фото: INRA DIST/flickr

В новой работе ученые заражали модельное растение грибком в разное время суток, чтобы выяснить, как молекулярные часы связаны с активностью иммунной системы. Оказалось, что зараженные на рассвете растения сильнее сопротивлялись развитию инфекции, чем те, которых заражали ночью. При этом световой режим не влиял на ход их внутреннего хронометра.

Поддержание иммунной системы в «приподнятом» состоянии является достаточно энергозатратным для любого организма. Чтобы сэкономить ресурсы и при этом обезопасить себя, растения научились активировать иммунную систему в те периоды, когда вероятность инфицирования является наиболее высокой. Способность модельного растения Arabidopsis thaliana регулировать сопротивляемость грибковой инфекции исследовала группа ученых из Великобритании и ЮАР. Статья с результатами их исследования опубликована в The Plant Journal.

В ходе экспериментов растения заражали спорами грибка Botrytis cinerea (плесневый грибок, возбудитель серой гнили) в разное время суток. Брали период в три часа и заражали листья в полночь, в три часа ночи, в шесть утра и т.д. Затем фиксировали степень заражения через 48 часов и через 72 часа. Параллельно с этим ученые измеряли состав и представленность различных РНК в клетках растения, тем самым анализируя, какие белки и сигнальные пути вовлечены в регуляцию иммунного ответа.

Результаты экспериментов показали, что зараженные на рассвете растения лучше всех сопротивлялись инфекции. Повышение активности иммунной системы происходило вне зависимости от внешнего светового режима, соотносясь только с молекулярными часами растения. При этом на рассвете у растений было обнаружено повышенное содержание факторов транскрипции (считывания ДНК), нацеленных на гены-регуляторы молекулярных часов. Ключевую роль в этом процессе играл белок JAZ6, и растения с «поломанными» часами утрачивали способность изменять активность иммунной системы в разное время суток.

Ранее в ряде работ было показано, что устойчивость растений к разным бактериальным инфекциям меняется в течение дня, однако данное исследование впервые обнаружило сходную реакцию на грибок. Ученые считают, что подробное изучение защитных систем растений поможет улучшить сельскохозяйственные культуры при помощи молекулярной селекции.
Теги:

Читать еще на Чердаке: