Помощники для получения энергии от растений

В исследовании упоминается эндосимбиотическая теория, выдвинутая еще в 1883 году ученым из Боннского университета Андреасом Францем Вильгельмом Шимпером и долгое время считавшаяся доказанной. Согласно теории, по крайней мере, миллиард лет назад фотосинтезирующие бактерии должны были проникнуть в клетку растения-хозяина, где она превратилась в хлоропласт. Без этого так называемого «эндосимбиоза» фотосинтез, который представляет собой процесс, с помощью которого световая энергия превращает углекислый газ и воду в сахар и кислород, был бы невозможен для растений.

Эта бывшая бактерия внутри клетки-хозяина окружена двумя мембранами. Преобладающими компонентами этих мембран являются так называемые галактолипиды. Эти две оболочки-оболочки были в центре внимания ученых в течение многих лет исследований. «Вопрос, на который мы стремились ответить, заключался в том, за что именно отвечает каждая мембрана», — объясняет профессор Питер Дорманн, директор Института молекулярной физиологии и биотехнологии растений Университета Бонна.

Ученые экспериментируют с растениями-мутантамиС этой целью ученые экспериментировали с мутантами часто используемого исследовательского растения тале-кресс (Arabidopsis thaliana).

Они модифицировали мутантное растение, добавляя различные генетически модифицированные варианты белка системы производства галактолипидов, который расположен на внешней мембране хлоропласта. Самый важный вывод: этот белок необходим для встраивания бывшей бактерии в клетку. «Без белка хлоропласт не может выжить. Без хлоропласта растение не может выжить», — говорит Барбара Калиш, доктор-исследователь Боннского университета, которая была одним из ведущих авторов опубликованной статьи.«Липиды не могут просто перемещаться через воду»

Помимо производства галактолипидов, белок также участвует в переносе галактолипидов с внешней на внутреннюю из двух оболочечных мембран. В своих экспериментах исследователи также искусственно поместили белок на внутреннюю мембрану. Там тоже работало производство липидов; растение оставалось способным выжить.

Когда белок находится на внутренней оболочке мембраны, дальнейший транспорт не требуется. Почему расположение в природе находится снаружи, а не внутри, пока не выяснено.

Эксперименты также показывают, что белок является причиной того, что вообще может происходить какой-либо липидный обмен между двумя оболочками хлоропластов. Это важно, чтобы хлоропласт, а вместе с ним и растение, могли расти.

Пространство между двумя оболочечными мембранами заполнено водой, но «липиды не могут просто перемещаться через воду», — объясняет профессор Питер Дорманн из Университета Бонна. Однако на этот липидный обмен могут влиять и другие факторы. «Наши исследования на сегодняшний день, безусловно, не являются концом наших исследований», — говорит Дорманн.


Портал обо всем