Растения устанавливают «будильник» на ночь для выживания

Растения имеют метаболический сигнал, который вечером корректирует их циркадные часы, чтобы обеспечить накопление достаточного количества энергии для выживания ночью.

Исследование предполагает, что этот сигнал может предоставлять растению важную информацию о количестве доступного сахара в сумерках и, следовательно, о том, как скорректировать метаболизм, чтобы пережить ночь.

Растения используют солнечный свет для производства собственных сахаров в процессе фотосинтеза днём и накапливают их для обеспечения энергией ночью.

Способность предсказывать восход солнца, оценивать продолжительность ночи и соответствующим образом тонко настраивать метаболизм критически важна для выживания растений и максимизации роста. Это зависит от биологических часов — циркадных часов, представляющих собой осциллирующую генную сеть, которая управляет ритмами продолжительностью около 24 часов.

Чтобы понять, как сахара изменяют циркадные часы, исследователи измеряли экспрессию генов у проростков, одновременно изменяя фотосинтез или подачу сахара.

Они обнаружили набор генов, регулируемых химическим соединением супероксидом, молекулой, связанной с метаболической активностью. Большинство этих генов активны вечером, включая ключевые гены, действующие в циркадных часах. Учёные выяснили, что, ингибируя выработку супероксида, они также подавляли влияние сахара на эти гены циркадных часов вечером.

Данные исследования указывают на новую роль супероксида как ритмического сигнала, связанного с сахаром, который действует в вечернее время и влияет на циркадную экспрессию генов и рост.

Статья «Супероксид стимулируется сахарозой и влияет на амплитуду циркадных ритмов в вечернее время» опубликована в журнале PNAS.