Доктор Маркус Шварцлендер из Боннского университета (University of Bonn) открыл природу коммуникаций растений друг с другом. Основой коммуникации в клетках растений является белок MICU. Регулируя концентрацию ионов кальция в клеточных «электростанциях», растения регулируют все — от формирования органов до стрессовой реакции на засуху. Биологи открыли способ общения клеток растений друг с другом, а результаты лабораторных наблюдений опубликовали в журнале The Plant Cell.
Растения реагируют на раздражители из окружающей среды по конкретному поводу: при дефиците воды испарение воды с поверхности листьев ограничивается, при вторжении патогенной флоры включается встроенное биохимическое оружие, при возможности симбиоза корня растения с грибковой культурой почвы клетки «проводят переговоры» о взаимной выгоде сосуществования. «Все эти корректировки требуют постоянного общения между отсеками растительной клетки», поясняет биолог Шварцлендер.
Единицей смысла «общения» компонентов растительных клеток выступают ионы кальция — именно Ca2+ кодируют колебания своей концентрации в различных клеточных отсеках. Как одному иону под силу такое? В этом ему помогает белок MICU — он и является главным реле «фитоэлектростанции», или митохондрии.
Исследуя митохондрии растения кресс-салат Arabidopsis thaliana, ученые обнаружили, что белок MICU выполняет центральную роль в настройке концентрации Ca2+ в митохондриях. «У млекопитающих наличествует похожий белок, который также регулирует насыщенность ионами кальция. Этот турбокомпрессор оперативно снабжает энергией митохондрии млекопитающих», поясняет доктор Стефан Вагнер. Подобная система «энергоснабжения» задумана природой давно. Но в процессе эволюции животные и растения разошлись по разным царствам, сохранив схожий алгоритм общения клеток друг с другом, полагают ученые.
Для доказательства своей теории биологи провели научный эксперимент с использованием флуоресцентного датчика в клетке. Разрушая ген с белком MICU в геноме Arabidopsis thaliana, ученые определили влияние белка на митохондриальные коммуникации, сообщает доктор Вагнер. «На базе научных выводов создана основа для внедрения в природу коммуникаций клеток. В дальнейшем можно проводить оптимизацию растительных культур: «подружить» конкретные растения с азотфиксирующих почвенными бактериями, что снизит необходимость внесения сельхозудобрений и сделает растение здоровее», резюмирует доктор Шварцлендер.
