Определён ключевой компонент сигнального пути брассиностероидов у растений
Учёные обнаружили последний основной элемент цепочки химических сигналов, которые гормоны растений — брассиностероиды — передают от рецептора на поверхности клетки к её ядру. Хотя многие этапы этого пути были известны, новое исследование, проведённое командой с участием Ин-Сунь и Чжиён Вана из Института Карнеги, заполняет пробел в понимании механизма, с помощью которого брассиностероиды вызывают экспрессию генов. Работа, опубликованная 23 января в Nature Cell Biology, имеет значение для сельскохозяйственных наук и, возможно, эволюционных исследований.
Роль брассиностероидов
Брассиностероиды присутствуют во всём растительном царстве и регулируют многие аспекты роста, развития, а также устойчивости к внешним стрессам. Мутантные растения с дефицитом этих гормонов демонстрируют дефекты на многих этапах жизненного цикла: сниженную всхожесть семян, аномальный рост в темноте, карликовость и стерильность.
Известный сигнальный путь
Ранее был идентифицирован путь, который начинается, когда брассиностероид связывается с рецептором на поверхности клетки, запуская каскад реакций, включающих добавление и удаление фосфатных групп с ряда белков.
- В отсутствие гормона: белок BIN2 фосфорилирует (добавляет фосфатные группы) два транскрипционных фактора — BZR1 и BZR2, что ингибирует их активность.
- При связывании гормона: BIN2 инактивируется, и фосфатные группы удаляются с BZR1 и BZR2. Это позволяет им проникнуть в ядро, связаться с ДНК и активировать множество генов.
Новое открытие
До этого исследования был неизвестен белок, ответственный за удаление фосфатов с BZR1 и BZR2. Используя широкий спектр методов, команда доказала, что эту роль выполняет белок протеинфосфатаза 2A (PP2A). Это открытие завершает формирование основного сигнального модуля, передающего сигнал от внеклеточных брассиностероидов к активности в ядре.
Перспективы
Требуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, активирует ли связывание брассиностероида саму PP2A или же просто инактивирует BIN2, позволяя PP2A работать. PP2A также участвует в реакции растения на гравитацию и свет.
Интересно, что этот аспект сигнального пути брассиностероидов имеет неожиданное сходство с путями, обнаруженными у многих животных. Дальнейшее изучение может пролить свет на детали эволюционного расхождения между многоклеточными животными и растениями.