Диана Гаврилова Опубликована 25.05.2019 в 10:08

Ученые разрабатывают средство для растений против засухи

Изменение климата приведет к усилению засух, которые угрожают посевам. Одним из потенциальных способов защиты сельскохозяйственных культур является опрыскивание их составом, который делает растения более устойчивыми к засухе. Теперь, определив ключевой молекулярный механизм, который позволяет растению минимизировать потери воды, исследователи могут быть на один шаг ближе к этой цели.

В условиях засухи растения могут обеспечить себе естественную защиту. Они производят гормон, называемый абсцизовой кислотой, или ABA (англ.), который связывается с белком, называемым рецептором PYL, запуская цепь реакций, которая в конечном итоге закрывает поры растения на его листьях (устьица), чтобы не позволять воде испаряться. Потеря воды с растений отсутствует или незначительна, они сохраняют водные ресурсы и выживают в течение более длительных периодов времени. Ключ к разгадке — это гормон ABA. Из-за своей небольшой стабильности и молекулярной сложности, ABA нельзя распылять непосредственно в полях.

Но знания о том, как работает ABA, были неизвестны ранее. Экспериментальные методы, такие как дифракция рентгеновских лучей, могут делать снимки гормона до и после связывания с рецептором PYL, но они не могут во время этого процесса. Поэтому Шукла и его коллеги обратились к суперкомпьютерам.

Используя молекулярно-динамическое моделирование, исследователи впервые раскрыли молекулярные детали того, как ABA связывается с рецептором PYL. Моделирование показывает, кадр за кадром, как и где гормон связывается с белком и заставляет его менять форму, что позволяет ему активировать следующий белок в последовательности, которая в конечном итоге позволяет растению закрыть свои поры.

Исследователи моделировали только два специфических типа рецепторов PYL. Тем не менее их результаты широко применимы, потому что структура рецепторов PYL очень схожа для всех видов. Для рецепторов PYL, кристаллические структуры которых известны, их связывающий карман — часть белка, который связывается с ABA — одинаков. Структура, окружающая карман, также похожа. Такое сходство означает, что один и тот же механизм связывания, вероятно, имеет место во всех растениях.

Хотя исследователи, возможно, все еще захотят подтвердить этот механизм на других растениях, таких как рис, чья структура рецептора PYL известна, создание имитации ABA теперь может начаться. Исследователи должны провести строгие вычислительные и генетические исследования, чтобы идентифицировать такое соединение. Цель состоит в том, чтобы найти соединение, которое может работать на всех видах, не прибегая к генной инженерии. Но, вероятно, пройдет не менее десяти лет, прежде чем какой-либо продукт появится на рынке.

Фото: ru. sott.net

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Мария Кюри: жизнь за пределами лаборатории и неожиданные открытия вчера в 23:26

Мария Кюри — выдающаяся женщина-учёный, оставившая след в истории своими открытиями. Узнайте, как её жизнь за пределами лаборатории повлияла на науку и судьбы людей.

Читать полностью »
Иллюзии сознания: как нейробиологи объясняют наш опыт реальности вчера в 22:41

Наш мозг создаёт иллюзии, которые формируют наш опыт реальности. Узнайте, как нейробиологи объясняют процесс восприятия мира и что скрыто за каждой иллюзией.

Читать полностью »
Итоги научных открытий года: какие исследования произвели фурор в научном мире? вчера в 21:21

Каждый год на мировых научных просторах происходят революционные открытия, которые не только влияют на развитие науки, но и могут кардинально изменить наше восприятие окружающего мира. 2025 год не стал исключением!

Читать полностью »
Лавуазье: как великий химик раскрыл тайны химических реакций вчера в 20:31

Лавуазье стал основоположником современной химии, развеяв мифы и доказав ключевые законы химических реакций. Узнайте, как его открытия изменили науку

Читать полностью »
Учёные обучили пчёл различать числа. Как это работает? вчера в 19:52

Учёные выяснили, что пчёлы могут различать числа. Как маленькие насекомые осваивают математические концепции и что это открытие означает для науки?

Читать полностью »
Тайны мира микробов: как микробы могут спасти человечество? вчера в 15:55

Микробы — это не только болезни, но и мощный инструмент для решения глобальных проблем: от медицины до экологии. Узнайте, как эти крошечные организмы могут спасти человечество.

Читать полностью »
Архив ДНК: как записать Википедию в одну пробирку вчера в 0:37

Узнайте, как молекулы ДНК становятся новым архивом знаний и почему в одной пробирке уже сегодня можно сохранить эквивалент всей Википедии и даже больше.

Читать полностью »
Как наука объясняет желание людей путешествовать в космос? 08.07.2025 в 23:24

Что заставляет людей мечтать о космосе? Это не только научные исследования, но и глубокие психологические потребности, которые учёные объясняют через науку и эволюцию.

Читать полностью »