Обнаружена связанная с метаболизмом молекула, которая стимулирует рост растений

В животном мире естественно вырабатываемая молекула, известная как итаконат, играет важную роль в иммунной системе как защитный агент против вирусов и воспалений. Итаконат классифицируется как метаболит, природное соединение, которое возникает, когда организмы преобразуют пищу в энергию.

Хотя итаконат хорошо известен у животных, его присутствие и функции в растениях были в значительной степени неизучены. Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего в настоящее время предприняли первое всестороннее исследование функций итаконата в растениях. Исследователи из Школы биологических наук, работающие с коллегами из Стэнфордского университета, Пекинского университета, Института науки Карнеги и Национального автономного университета Мексики, использовали методы химической визуализации и измерений, чтобы не только доказать, что итаконат существует в растениях, но и раскрыть его важную роль в стимулировании роста растений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

«Мы обнаружили, что итаконат вырабатывается в растениях, особенно в растущих клетках», — сказал старший автор исследования Джазз Дикинсон. «Полив растений кукурузы итаконатом заставил рассаду вырасти выше, что было захватывающим и побудило нас глубже изучить этот метаболит и понять, как он взаимодействует с растительными белками».

Лаборатория Дикинсона занимается развитием растений, включая исследования процессов, связанных с корневыми системами.

Используя масс-спектрометрию, метод визуализации, который выявляет химический состав субъектов путем идентификации отдельных молекул и соединений, исследователи подтвердили, что растения производят итаконат. Работая с биохимиками животных, которые специализируются на итаконате, они описали, как итаконат взаимодействует со специфическими для растений белками в Arabidopsis, члене семейства крестоцветных.

Продолжая изучать эту динамику, исследователи обнаружили, что итаконат играет несколько ключевых ролей в физиологии растений. Они включают участие в нескольких критических процессах растений, таких как первичный метаболизм и реакция на стресс, связанный с кислородом.

Оптимизация природных преимуществ итаконата — вместо синтетических химических веществ — может иметь решающее значение для безопасного максимизации роста сельскохозяйственных культур в целях поддержки растущего населения мира.

«Это открытие может привести к вдохновленным природой решениям по улучшению роста сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза», — сказал Дикинсон. «Мы также надеемся, что развитие лучшего понимания связей между биологией растений и животных откроет новые идеи, которые могут помочь как здоровью растений, так и здоровью человека».

Поскольку итаконат также вырабатывается и используется людьми, новое исследование может предоставить новую информацию для понимания роли этой молекулы в развитии и росте человека.