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

Что, если математика — это не универсальный язык? сегодня в 16:36

Математика — это не единственный путь: как осознание её ограничений может изменить восприятие мира

Что если математика — не универсальный язык, а лишь один из способов описания мира? Узнайте, как осенние перемены вдохновляют на новые взгляды на науку и культуру.

Читать полностью »
Карл Ландштейнер и кровь: как одно открытие спасает миллионы ежедневно сегодня в 15:32

Как открытие Карла Ландштейнера изменило мир: переливание крови стало безопасным, благодаря одному гениальному ученому

Открытие групп крови Карлом Ландштейнером изменило медицину и спасает миллионы жизней ежедневно. Узнайте, почему это знание важно каждому и как оно помогает сегодня.

Читать полностью »
Тим Бернерс-Ли: как родился Интернет — история за 48 часов сегодня в 14:26

48 часов, которые стали началом цифровой революции: история Интернета

Узнайте, как Тим Бернерс-Ли за 48 часов создал основу Интернета — изобретение, изменившее мир и ставшее ключевым элементом современной жизни и коммуникаций.

Читать полностью »
Вернер фон Браун: ракеты, наука и тень прошлого сегодня в 13:43

Вернер фон Браун: учёный, который вывел человечество в космос, но заплатил за это ценой морали

История Вернера фон Брауна — это удивительный путь от нацистских ракет до покорения космоса, полный научных достижений и моральных вызовов, которые остаются актуальными и сегодня.

Читать полностью »
Чжан Хэн — китайский гений, придумавший сейсмограф за 1800 лет до цифровой эры сегодня в 12:56

Как Чжан Хэн предсказал будущее с помощью сейсмографа: китайский гений, который опередил своё время

История китайского гения Чжана Хэна, создавшего первый сейсмограф за 1800 лет до цифровой эры — удивительный пример древней науки и изобретательности, изменивший понимание землетрясений.

Читать полностью »
Лето, жара и технологический прорыв сегодня в 11:49

Когда жара не только тянет в тень, но и подталкивает к прорыву в технологиях!

Обезьяна играет в видеоигру без рук и экрана — только силой мысли. Что это за технология и почему она важна именно сейчас?

Читать полностью »
Тихие сигналы, которые меняют всё сегодня в 10:56

Как скрытые сигналы кишечника меняют всё: что ваш организм пытается вам сказать?

Кишечные бактерии способны влиять на эмоции, выбор еды и здоровье. Как микробиом стал новым органом — и что с этим делать этим летом?

Читать полностью »
Почему некоторые люди не чувствуют боли — и что наука делает с этим знанием сегодня в 0:32

Некоторые люди не чувствуют боли вообще — даже при серьёзных травмах. Что стоит за этим феноменом и как он может изменить медицину уже в ближайшие годы?

Читать полностью »