Растения защищаются от болезней по часам
Растения повышают уровень своей защиты во время наибольшей активности своих врагов. В качестве часов они пользуются своими циркадными ритмами. Статья с описанием этого ранее неизвестного механизма появилась...
Растения повышают уровень своей защиты во время наибольшей активности своих врагов. В качестве часов они пользуются своими циркадными ритмами. Статья с описанием этого ранее неизвестного механизма появилась недавно в Nature.
Чтобы дать достойный отпор патогенам, которые паразитируют на растениях, они увеличивают уровень экспрессии (активности - то есть того, как много будет производиться белков) генов, отвечающих за защитные механизмы. Такая оптимизация позволяет не только иметь надежную защиту, но и не расходовать на нее слишком много энергии в то время суток, когда атаки маловероятны.
Иммунная система растений устроена гораздо проще, чем наша. Растения полагаются на набор генов, кодирующих специальные белки-рецепторы, способные распознавать молекулы довольного большого числа патогенов. Когда такое распознавание происходит, запускается ряд процессов, направленных на то, чтобы не дать болезни сильно распространиться: у инфицированных клеток включается механизм самоубийства - апоптоз, растение начинает производить больше антимикробных соединений, место возникновения инфекции изолируются от остальной части растения и т.д.
Открытие того, что "боевая готовность" этих защитных механизмов меняется в течение дня, было неожиданным. Молекулярный биолог и руководитель собственной лаборатории в университете Дюка, Ксинниан Донг (Xinnian Dong), изучала один из защитных генов RPP4, и ей было интересно, какие еще гены связаны с ним в единую сеть. Присмотревшись внимательно к этим генам, Донг заметила странную вещь: регуляторные участки этих генов оказались чувствительны к одному из главных участников часового механизма - белку CCA1 и некоторым другим белкам, связанным с работой внутренних часов. Наблюдения за живыми растениями подтвердили догадку: активность защитных генов менялась в течение суток. Так, у "рабочей лошадки" биологических исследований резуховидки Таля из семейства капустных активность генов, противостоящих распространению грибка Hyaloperonospora arabidopsis, вызывающего заболевание - ложную мучнистую росу, максимальна во время рассвета - как раз в ту часть дня, когда грибок выпускает свои споры в надежде поселиться на новых жертвах.