Японские биологи раскрыли механизм защиты растений от стресса с помощью ионов меди

Учёные из Университета Нагойи под руководством доцента Анупхона Лаохависита выяснили, как рецептор CARD1 распознаёт перекись водорода и другие сигналы стресса с помощью ионов меди. Открытие позволит создавать культуры, устойчивые к вредителям, жаре и болезням.

Как растение понимает, что ему угрожает опасность? Жара, вредители, болезни — всё это запускает сигналы тревоги. Но механизм этого «чутья» долгое время оставался загадкой. Японские биологи её решили.

Учёные из Университета Нагойи выяснили, как растения распознают сигналы стресса даже при очень низкой концентрации молекул перекиси водорода. Это открытие позволит манипулировать защитными реакциями культур и делать их более стойкими к вредителям, жаре и другим угрозам, сообщила пресс-служба вуза.

Главный герой исследования — рецептор CARD1. Растения используют его для распознавания хинонов и большого числа оксидантов. Но до сих пор было неясно, как один и тот же рецептор различает такие разные молекулы. Чтобы понять это, японские биологи вырастили кристаллы из молекул CARD1 и изучили их с помощью криоэлектронных микроскопов, получив точную трёхмерную структуру ключевой части белка.

И тут — неожиданность. Анализ компьютерной модели показал: белок использует для распознавания ионы меди. Это ранее неизвестный механизм. Опыты подтвердили: если нарушить ту часть белка, куда встроен ион меди, растения теряют способность реагировать на перекись водорода и связанные с ней сигналы. При этом мутации в другой части CARD1, которая раньше считалась ключевой, почти не влияют на распознавание — её роль оказалась вспомогательной.

«Это радикально меняет представления о том, как растения "чувствуют" такие молекулы, и открывает дорогу для управления стрессовой реакцией растений», — говорится в сообщении университета.