Пышные формы. Обнаружено то, что заставляет растения становиться кустистыми или нет

Наша планета является домом для миллионов видов растений и наличие множества ветвей для многих растений, как правило, означает большее количество плодов. Но что заставляет растение отращивать эти ветви? В новом исследовании ученые обнаружили тот самый гормон, отвечающий за ветвление, и узнали, как именно он работает, пишет PHYS.org.

Исследование было проведено Калифорнийским университетом в Дэвисе и показывает, как именно растения расщепляют гормон стриголактон, подавляющий ветвление, чтобы стать более "кустистыми". Авторы исследования считают, что понимание этого процесса на самом деле может иметь большие последствия для многих сельскохозяйственных культур.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам старшего автора исследования, доцента кафедры биологии растений Калифорнийского университета, специализирующегося на биохимии и структурной биологии Ницана Шабека, возможность манипулировать стриголактоном, вероятно, может быть полезна и вне рамок "архитектуры растения". Предполагается, что возможность манипулировать этим гормоном также может повлиять и на устойчивость растения к засухе или патогенам.

Известно, что гормональная роль стриголактона была открыта учеными лишь в 2008 году, а потому он считается достаточно "молодым". Помимо регулирования поведения ветвления, стриголактон также способствует полезным взаимодействиям под землей между микоризными грибами и корнями растений и помогает растениям реагировать на стрессы, например, засуху или высокую соленость.

Науке многое известно о том, как растения синтезируют растения, однако слишком мало о том, как они их расщепляют. Недавние исследования показали, что ферменты карбоксилэстеразамы существуют во всех царствах жизни, в том числе и у людей, и могут быть вовлечены в деградацию стриголактона. Растения вырабатывают более 20 типов карбоксилэстераз, но только две формы, в частности, CXE15 и CX20, были связаны со стриголактоном. Впрочем, эта связь оставалась предположительной до этого момента.

В новом исследовании Шабек с коллегами сосредоточились на том, чтобы узнать больше о том, как происходит эта деградация. Ученые начали с построения 3D-моделей молекулярной структуры ферментов.

Далее ученые использовали рентгеновскую кристаллографию и компьютерное моделирование для решения трехмерной атомной структуры ферментов, а далее последовали эксперименты, показывающие как ферменты CXE15 и CX20 могут разрушить гормон. Результаты свидетельствуют о том, что CXE15 гораздо более эффективен в разрушении стриголактона, чем CXE20, который связывается со стриголактоном, но не разрушает его эффективно.

По словам Шабека, наиболее удивительным результатом оказалось то, что определенная область CXE15 фактически позволяет ферменту изменять свою форму. В дальнейшем ученые планируют продолжить работу, чтобы выяснить, как именно ферменты влияют на рост и развитие растений. Предполагается, что в дальнейшем это может помочь для разработки растений, которые лучше справляются с различными патогенами и другими условиями.