Ученые разобрались в механизме, исправляющем дефекты белков у растений

23 октября 2017 г.
Фотография: Flickr

Ученые разобрались в механизме, исправляющем дефекты белков у растений

Исследовательский коллектив из Испании обнаружил ген, активирующий синтез ферментов, которые необходимы для исправления некорректно свернутых белков. Результаты работы опубликованы в журнале PLOS Genetics.

Аминокислотный состав белка определяется информацией записанной в ДНК. Кроме того, белку для выполнения своих функций необходимо иметь правильную трехмерную структуру, или по-другому конформацию. Если белок сложен неправильно, то он не сможет нормально функционировать. При различных стрессовых ситуациях, вроде резкого повышения температуры, есть шанс, что процесс упаковки (сворачивания) белка будет нарушен. Образовавшийся некорректно сформированный белок необходимо либо удалить, либо восстановить, исправив ошибки фолдинга, если этого не сделать, то такие белки могут образовывать токсичные агрегаты опасные для клетки.

Хлоропласты являются необходимым для фотосинтеза органоидами клеток, где белки выполняют большую часть работы. Однако эти белки склонны к образованию некорректной конформации. В новой работе ученые показали, что избавляются от таких дефектных белков, расщепляя их с использованием молекулярной протеазы, называемой Clp . Однако иногда количество таких некорректных белков превышает способность Clp удалять их, в этом случае хлоропласты генерируют сигнал бедствия и отправляют его в ядро клетки. В ответ на сигнал запускается производство белков-шаперонов, которые переносятся в хлоропласты, где занимаются ремонтом неправильно свернутых белков. Этот механизм аналогичен тому, что работает в наших нервных клетках.

Исследователи определили ключевой ген, который активирует синтез шаперонов и спасает клетку от возможных токсических эффектов. «Сигнальный путь от хлоропластов к ядру — молекулярный переключатель HsfA2 . Кроме того этот ген активируется, когда тепловой удар вызывает проблемы фолдинга белка не только в хлоропластах, но и в других клеточных компартментах,» — говорит ведущий автор статьи Эрнесто Ламас.

Ученые отмечают, что понимание того, как растения на молекулярном уровне реагируют на потенциально опасные условия может помочь для адаптации кормовых культур, что особенно важно в контексте глобального изменения климата.

Подписаться на новости Cloudofsciense