Niemieccy naukowcy rzucili nowe światło na proces biologiczny, który zwiększa żywotność białek roślinnych. Zidentyfikowali kluczowe białko, które kontroluje cały mechanizm. Jest ono niezwykle ważne dla przystosowania się roślin do warunków środowiskowych i może zwiększać ich odporność na suszę.
Białka służą roślinom do wielu celów, a ponadto są podstawowym budulcem życia. Ponad 20 miliardów białek tworzy typową komórkę roślinną, pomagając w stabilizacji jej struktury i podtrzymując metabolizm komórkowy. Teraz naukowcy z Centrum Badań nad Organizmami Uniwersytetu w Heidelbergu rzucili światło na proces biologiczny, który wydłuża żywotność białek roślinnych. Odkryli kluczowe białko, które kontroluje ten mechanizm.
Wyniki badań nad mechanizmem pomagającym roślinom w przetrwaniu suszy zostały opisane w dwóch publikacjach - w „Molecular Plant” (DOI: 10.1016/j.molp.2022.03.001) i „Science Advances” (DOI: 10.1126/sciadv.abn6153).
Acetylacja N-końcowa ma kluczowe znaczenie dla regulacji i funkcji różnych białek i odgrywa ważną rolę w syntezie i stabilności białek. Jest chemicznym znacznikiem, który powstaje podczas produkcji białek. Rośliny dokonują tego poprzez przyłączenie reszty kwasu octowego do początku białka. Według badaczy z Heidelbergu prof. Rüdigera Hella i dr Markusa Wirtza nowe białko znane jako jako Huntingtin Yeast Interactor Protein K (HYPK) promuje acetylację N-końcową, przedłużając żywotność białek roślinnych. To ważne między innymi dla przystosowania się roślin do warunków środowiskowych.
Zespół z Heidelbergu wykorzystał rzeżuchę do zbadania właściwości regulacyjnych białka HYPK. Ze względu na dobrze zbadany genom, roślina jest popularnym organizmem modelowym.
Fot. Miklánková et al., Sci. Adv. 8, eabn6153 (2022)
Badania na genetycznie zmienionych roślinach wykazały, że żywotność białek jest zmniejszona, gdy białko HYPK jest nieobecne i nie dochodzi do N-końcowej acetylacji. Jednocześnie wzrasta wtedy odporność rośliny na trwającą suszę. - Nasze obecne badania mają pomóc w ustaleniu, jak dochodzi do tej zwiększonej odporności na brak wody - mówi Hell.
We współpracy z naukowcami z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie pod kierunkiem prof. Yonghong Wanga, naukowcy z Heidelbergu odkryli również, że HYPK pełni swoją funkcję regulacyjną nie tylko w rzeżusze, ale również w ryżu, jednej z najstarszych roślin uprawnych świata. Białko to występuje również u ludzi i w wielu grzybach.
- Mechanizm zaangażowany w acetylację i jej kontrolę przez HYPK wydaje się być mechanizmem, który rozwinął się miliardy lat temu i został zachowany w bardzo różnych organizmach do dnia dzisiejszego - wyjaśnia Markus Wirtz.
Źródło: Heidelberg University
