Открыт молекулярный «переключатель», контролирующий старение листьев растений

Ученые из Южной Кореи обнаружили новый молекулярный «переключатель», которые контролирует старение листьев растений. Результаты их исследования опубликованы в Nature Plants.

Хлоропласты в листьях растений производят первичные энергетические ресурсы для роста посредством фотосинтеза, затем, когда начинается старение, они деградируют и сами становятся ресурсами. Разложившиеся ресурсы хлоропластов перемещаются в семена, где используются в качестве питательных веществ для следующего поколения, или отправляются в стебли или корни для подготовки к следующему сезону. Данный функциональный переключатель хлоропластов напрямую связан со стратегиями выживания и размножения, однако до сих пор оставалось неизвестно, как именно регулируется его время.

В результате генетического анализа длинных некодирующих РНК у растений ученые из Южной Кореи обнаружили новый регуляторный фактор под названием РНК хлореллы. Он демонстрирует паттерны экспрессии генов хлоропластов сходные с теми же, что и у Резуховидки Таля. Используя масс-спектрометрию высокого разрешения и методы визуализации отдельных молекул, авторы исследования выяснили, что РНК хлореллы переходят в ядро, перемещаются через цитоплазму в хлоропласты и взаимодействуют с белками комплекса РНК-полимеразы, кодируемой пластидами, которые участвуют в транскрипции генов, присутствующих в хлоропластах. Таким образом они могут влиять на активность листьев растений и переключать их функцию в зависимости от уровня экспрессии — фактор транскрипции, который регулирует экспрессию РНК хлореллы у растений (GLK) поддерживает функцию фотосинтеза в период роста, но с началом старения его активность снижается, что приводит к деградации хлоропластов.

Предполагается, что данное открытие позволит лучше понять различные биологические явления, основанные на длинных некодирующих РНК. Кроме того в перспективе с помощью этого молекулярного «переключателя» можно будет повысить эффективность фотосинтеза и продуктивность сельскохозяйственных культур.