Американски учени декодираха тайния език на фотосинтезата

Мън Чън от Калифорнийския университет Ривърсайд сравнява целия процес със симфония

21:03 | 27 декември 2022 | Редактор: Аделина Томова 26 5901

Американски учени успяха да декодират тайния език на фотосинтезата - процесът, който превръща въглеродния диоксид в органични съединения с помощта на слънчевата светлина, след като в продължение на десетилетия безуспешно се опитваха да разберат сигналите на растенията, съобщи електронното издание "Юрикалърт".

Изследователите от Калифорнийския университет Ривърсайд обаче са постигнали успех при разгадаването на неясните знаци.

От половин век ботаниците знаят, че командният център на растителната клетка - ядрото, изпраща инструкции до другите й части, като ги кара да продължат с фотосинтезата. Тези инструкции са под формата на белтъци и без тях растенията няма да придобият зеления си цвят или да растат, уточнява БТА.

"Предизвикателството пред нас беше, че ядрото кодира стотици протеини, които съдържат градивни елементи за по-малките органели. Установяването кои от тях са сигнал, за да се задейства фотосинтезата, беше като намиране на игла в купа сено", казва Мън Чън, професор по ботаника в университета.

Процесът, който учените използват, за да открият четири от тези протеини, е описан в публикация в изданието "Нейчър къмюникейшънс".

Екипът на Чън вече доказа, че някои от протеините в растителните ядра се активират от светлината, което поставя началото на фотосинтезата. Тези четири новоидентифицирани белтъка са част от реакцията, като изпращат сигнал, превръщайки малките органи в хлоропласти, генериращи подкрепящи растежа захари.

Мън Чън сравнява целия процес на фотосинтеза със симфония.

"Диригентите на симфонията са протеини в ядрото, наречени фоторецептори, които реагират на светлината. Показахме, че чувствителните както към червена, така и към синя светлина, фоторецептори инициират симфонията. Те активират гените, които кодират градивните елементи на фотосинтезата".

Уникалното в случая е, че симфонията се изпълнява в две "зали" в клетката, както от местни (ядрото), така и от намиращи се по-далеч музиканти. В този смисъл диригентите (фоторецепторите), които са само в ядрото, трябва да изпращат на отдалечените музиканти съобщения. Тази последна стъпка се контролира от четирите новооткрити белтъка, които се придвижват от ядрото до хлоропластите.

Изследването е финансирано от американския Национален институт по здравеопазване с надеждата, че ще помогне за лечение на рак. Тя се основава на приликите между хлоропластите в растителните клетки и митохондриите в човешките клетки. Те произвеждат т.нар. гориво за растеж и в тях се съхранява генетичен материал.

Много изследвания описват комуникацията от органелите към ядрото. Ако нещо не е наред с тях, те ще информират "централата" на ядрото. Доста по-малко се знае обаче за сигналите, които регулират активността и се изпращат от ядрото към органелите.

Разкриването на начина, по който се контролира фотосинтезата, може да се приложи и отвъд изследванията за болести. Човешките колонии на друга планета вероятно ще се нуждаят от земеделие на закрито и създаване на светлинна схема за увеличаване на добивите в тази среда. Освен това климатичните промени поставят предизвикателства и пред производителите на различни култури и на нашата планета.

ИЗБРАНО