Белок, запускающий защиту растений от светового стресса, идентифицирован

Новый белок включает клеточную защиту растений от избыточного света и других стрессовых факторов, вызванных изменением климата, согласно исследованию, опубликованному в eLife.

Хлоропласты — крошечные компартменты в клетках растений — содержат молекулярный механизм фотосинтеза, состоящий из белков. Жесткие условия, такие как избыточный свет, могут повредить эти белки. В этом случае запускается защитный ответ — ответ на развернутые белки хлоропласта (chloroplast unfolded protein response, cpUPR). Ранее не было известно, как клетки оценивают баланс здоровых и поврежденных белков в хлоропласте и запускают эту защиту.

Команда из UCSF генетически модифицировала водоросль Chlamydomonas reinhardtii так, чтобы она производила флуоресцентные клетки в ответ на поврежденные белки хлоропласта. Затем они искали мутанты, которые перестали бы светиться, что означало бы неспособность активировать cpUPR.

Эксперименты позволили идентифицировать ген Mutant Affected in Retrograde Signaling (MARS1), необходимый для включения cpUPR. Мутантные клетки по гену MARS1 оказались более чувствительны к избыточному свету, не могли включить cpUPR и в результате погибали. Восстановление MARS1 или искусственная активация cpUPR защищали клетки водорослей от вредного воздействия избытка света на белки хлоропласта.

Результаты подчеркивают важную защитную роль cpUPR. Этот ответ можно использовать в сельском хозяйстве для повышения устойчивости культур к суровым климатическим условиям или для увеличения производства в растениях белков-антигенов, используемых в вакцинах.