Taimed kui aminohapete tootjad: uued leiud Düsseldorfist!

Taimed kui aminohapete tootjad: uued leiud Düsseldorfist!

Taimede võime toota ja transportida asendamatuid aminohappeid on nende arengu ja ellujäämise otsustava tähtsusega tegur. Oluline uurimisrühm Heinrich Heine Düsseldorfi Ülikool on nüüd dekodeerinud mehhanismi, mille abil taimed neid elutähtsaid aminohappeid jaotavad. Selle uuendusliku uuringu tulemused avaldati tunnustatud erialaajakirjasLoodus Taimedavaldatud.

Taimed on tähelepanuväärsed organismid, sest nad suudavad sünteesida kõiki 20 inimesele hädavajalikku proteiinset aminohapet. Nende aminohapete tootmine toimub peamiselt plastiidides, spetsiaalsetes rakuorganellides, mis vastutavad erinevate biokeemiliste protsesside eest taimerakkudes. Transpordivalgud, eriti RETICULATA1 (RE1), mängivad keskset rolli aminohapete transportimisel läbi kloroplasti ümbrise membraani.

RE1 funktsioon ja tähendus

RE1 valk on spetsialiseerunud selliste aluseliste aminohapete nagu arginiini, tsitrulliini, ornitiini ja lüsiini tõhusale transportimisele. Huvitav on see, et taimedel, millel puudub RE1, on nende aminohapete tase vähenenud ja ka iseloomulik "võrkjas" lehtede kuju. See tähelepanek rõhutab RE1 olulist rolli; selle transportvalgu puudumine võib taimele isegi saatuslikuks saada.

Laiendades teadmisi aminohapete transpordi kohta taimedes, rõhutab uurimisrühm, et RE1 puudumine mõjutab oluliselt aluseliste aminohapete biosünteesi ning plastiidide ja tsütosooli vahel olevate aminohapete kogumite tasakaalu. Sellel avastusel võib olla kaugeleulatuv mõju suurema asendamatute aminohapete tasemega põllukultuuride aretamisele, mis on paljude põllumajandusteadlaste eesmärk.

Transpordivalkude evolutsiooniline pärand

RE1 ja sellega seotud valgud on evolutsiooniliselt vanad ning neid võib leida kõikides taimedes ja fotosünteesivates vetikates. See avastus heidab uut valgust aminohapete transpordisüsteemide arengule taimedes. See näitab ka fundamentaalsete bioloogiliste protsesside rakendamist, mis on mänginud olulist rolli taimede evolutsioonis.

Selle uurimistöö eriti oluline aspekt on võimalus edendada põllumajanduslikke uuendusi. Leiud võivad aidata kasvatada suurema asendamatute aminohapete sisaldusega põllukultuure, mis suurendaks taimede toiteväärtust. Need edusammud on eriti olulised toiduainete tootmise ja põllumajanduse jaoks, kuna see võib aidata võidelda alatoitumise probleemidega.

Uurimistöö on osa CEPLAS Cluster of Excellence'ist ja hõlmab spetsiaalseid uurimisvaldkondi SFB1208/2 ja 1535/1, mida rahastab Saksa Teadusfond. Kaasautor dr Peter K. Lundquist pälvis oma töö eest Alexander von Humboldti järeldoktori stipendiumi.

Lisateavet uuringu üksikasjade ja selle mõju kohta põllumajandusele saavad lugejad vaadata väljaannet aadressil Loodus Taimed vaata. Täiendavaid teadmisi aminohapete transpordiprotsesside reguleerimisest taimedes võib leida ka seotud töödest, mis annavad igakülgset teavet aminohapete regulatsiooni kohta taimedes.

Kokkuvõtteks võib öelda, et äsja omandatud teadmised aminohapete jaotumise mehhanismi kohta taimedes on üliolulised ja neil võib olla laiaulatuslikke rakendusi taimeuuringutes ja põllumajanduses. Kuidas CEPLAS aruannete kohaselt võivad need edusammud aidata oluliselt tõsta põllukultuuride toiteväärtust ja seega avaldada positiivset mõju ülemaailmsele toiduolukorrale.