Zespół naukowców z Michigan State University zidentyfikował nieznany wcześniej mechanizm, w którym rośliny kształtują swój wzrost w odpowiedzi na światło. To zupełnie nowe podejście do rozumienia roślinnej fizjologii może kiedyś doprowadzić do stworzenia bardziej odpornych odmian uprawnych, choć na razie pozostaje w sferze badań podstawowych.
Rośliny reagują na światło dzięki genowi UVR8
Badania prowadzone na mutantach rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) ujawniły zaskakujące zależności. Okazało się, że rośliny pozbawione ważnego enzymu flawonoidowego w określonych warunkach świetlnych przejawiały poważne zaburzenia rozwojowe. Były karłowate, miały przedwcześnie starzejące się liście i problemy z kwitnieniem.
Czytaj też: Świecące rośliny zmieniają nocny krajobraz. Chińscy naukowcy stworzyli żywe lampy bez prądu
Winowajcą okazał się chalkon naringeninowy, który normalnie uczestniczy w procesie tworzenia flawonoidów. U mutantów brakowało jednak kluczowego enzymu, co prowadziło do nagromadzenia tej substancji w toksycznych ilościach. Co ciekawe, niektóre rośliny mimo braku enzymu rozwijały się prawidłowo, co skłoniło naukowców do dalszych poszukiwań.
Wspólnym mianownikiem zdrowych okazów okazała się mutacja w genie UVR8, białku odpowiedzialnym za wykrywanie światła ultrafioletowego. To doprowadziło do kluczowego odkrycia – chalkon naringeninowy fizycznie oddziałuje z tym białkiem i niejako je przeprogramowuje, aktywując do wysyłania sygnałów regulujących wzrost nawet bez obecności światła UV. Siła tego oddziaływania jest niezwykła, o czym świadczy stała dysocjacji wynosząca ok. 12 mikromolarów.
Nan Jiang, współautor badania, mówi:
Byliśmy zaskoczeni odkryciem, że chalkon naringeninowy, półprodukt metaboliczny, może bezpośrednio modulować funkcję białka wyczuwającego światło, takiego jak UVR8. Ten rodzaj wzajemnego oddziaływania między metabolizmem specjalistycznym a sygnalizacją fotoreceptorową otwiera zupełnie nowy sposób myślenia o tym, jak rośliny integrują status metaboliczny z percepcją środowiska.
Robert Last, który dwie dekady temu jako pierwszy wyizolował białko UVR8, podkreśla wagę odkrycia:
Dwie dekady temu UVR8 był ostatnim typem fotoreceptora u roślin, którego nie znaliśmy – fotoreceptorem dla światła ultrafioletowego B. Widzieć tę nową, nieoczekiwaną interakcję jest niesamowite i fajne.
Erich Grotewold wskazuje że mechanizm ten mógłby zostać wykorzystany do precyzyjnego dostosowywania wzrostu roślin i ich reakcji na stres środowiskowy. Teoretycznie mogłoby to prowadzić do stworzenia upraw o zwiększonej tolerancji na stres świetlny i lepszym wykorzystaniu energii świetlnej, choć na razie pozostaje to w sferze hipotez.
W praktyce oznaczałoby to możliwość tworzenia roślin, które efektywniej rosną w warunkach słabego oświetlenia, lepiej radzą sobie w trudnych środowiskach, skuteczniej reagują na patogeny i sprawniej wykorzystują energię świetlną. Brzmi obiecująco, ale warto pamiętać, że od odkrycia laboratoryjnego do zastosowań w rolnictwie droga bywa długa i wyboista.
Równie istotne jest to, że badania ujawniły nową rolę małych cząsteczek w roślinach. Okazuje się, że służą one nie tylko jako produkty końcowe czy związki obronne, ale pełnią również funkcję posłańców sygnałowych precyzyjnie dostosowujących kluczowe reakcje fizjologiczne.
Suplement diety jest środkiem spożywczym, którego celem jest uzupełnienie normalnej diety. Suplement diety nie ma właściwości leczniczych.