Нефть Brent
$75.17
+1.25%
10
МОСКВА, 11 января Испанские биологи открыли цепочку генов, связывающую гены роста и биочасы растений, и поменяли ее работу в ДНК родственника капусты таким образом, что он начал расти на протяжении всего дня и ночи, говорится в статье, размещённой в журнале Current Biology.
Гены, определяющие суточные ритмы человеческого организма, были выявлены еще в 90-х годах минувшего столетия. Аналогичные гены присутствуют в геномах всех растений и животных. Эти участки ДНК управляют множеством процессов временем сна и бодрствования, раскрытия цветков, поиска пищи и других каждодневных явлений в жизни живых созданий.
Ученые достаточно давно пытаются найти участки ДНК, связывающие биоритмы и гены прогресса в геномах представителей флоры, так как их открытие приобретёт создать вечнорастущие сорта сельскохозяйственных вик и решить проблему голода. Мартин и его коллеги сделали первый шаг к решению этой задачи, создав первый сорт арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), дикого родича капусты, с подобными модификациями ДНК.
Арабидопсис, как и многие другие растения, увеличивается в длину преимущественно в предрассветные часы, когда уровень влаги в почве и в воздухе оптимален для роста, и почти не меняется во время дня и в первую половину ночи. Процессом его роста дирижирует ген и белок PIF, чьи молекулы распадаются под действием света и накапливаются в клетках растений во время ночи. Ученые уже несколько лет гадают, почему PIF заставляет стебель арабидопсиса расти только в предрассветные все часы, несмотря на то, что его концентрация становится святой сразу после захода Солнца.
Два года назад, как отмечает Мартин, его коллеги по центру открыли необычную связь между концентрацией PIF и другим белком, молекулой PRR1, одной из множества компонентов биочасов растений. Когда доля PRR1 в клетках растений была максимально высокой, сигнал роста почти полностью отсутствовал в них, и наоборот – когда в клетках были молекулы PIF, активность биочасов была максимально снижена.
Используя наработки коллег, Мартин и его команда попытались выяснить, какими цепочками генов управляют и PIF, и PRR1, и попытались найти их, наблюдая за изменениями в уровне активности различных генов в различное время один дней.
Как оказалось, за рост стебля арабидопсиса отвечает всего один ген, CDF5, работу которого стимулирует PIF и подавляет PRR1 и ряд других рогов и генов, связанных с функционированием биоритмов растений. Когда ученые поменяли структуру CDF5, арабидопсис начал расти на протяжении всех суток, благодаря чему длина стебля такого ГМО-растения была примерно в 1, 5-2 раза больше, чем у его диких сородичей.
Генетики предполагают, что биочасы заправляют аналогичным образом работой других генов, отвечающих за рост стебля, корней, плодов и цветов. Их модификация приобретёт повысить урожайность сельскохозяйственных культур и сделать флору более привлекательным источником биомассы для производства топлива и химикатов.
