Augalai kaip aminorūgščių gamintojai: nauji atradimai iš Diuseldorfo!

Augalai kaip aminorūgščių gamintojai: nauji atradimai iš Diuseldorfo!

Augalų gebėjimas gaminti ir transportuoti nepakeičiamas aminorūgštis yra esminis jų vystymosi ir išlikimo veiksnys. Svarbi tyrimų grupė iš Diuseldorfo Heinricho Heine universitetas dabar iššifravo mechanizmą, kuriuo augalai paskirsto šias gyvybiškai svarbias aminorūgštis. Šio naujoviško tyrimo rezultatai buvo paskelbti žinomame specializuotame žurnaleGamta Augalaipaskelbta.

Augalai yra nuostabūs organizmai, nes jie gali susintetinti visas 20 žmogui būtinų proteinogeninių aminorūgščių. Šių aminorūgščių gamyba daugiausia vyksta plastiduose, specializuotose ląstelių organelėse, kurios yra atsakingos už įvairius biocheminius procesus augalų ląstelėse. Transporto baltymai, ypač RETICULATA1 (RE1), atlieka pagrindinį vaidmenį transportuojant aminorūgštis per chloroplasto apvalkalo membraną.

RE1 funkcija ir reikšmė

RE1 baltymas specializuojasi efektyviai pernešdamas pagrindines aminorūgštis, tokias kaip argininas, citrulinas, ornitinas ir lizinas. Įdomu tai, kad augalai, kuriems trūksta RE1, turi sumažėjusį šių aminorūgščių kiekį ir būdingą „tinklinio“ lapų formą. Šis pastebėjimas pabrėžia esminį RE1 vaidmenį; šio transportuojančio baltymo trūkumas augalui gali būti net mirtinas.

Plėsdama žinias apie aminorūgščių transportavimą augaluose, tyrėjų grupė pabrėžia, kad kai nėra RE1, pagrindinių aminorūgščių biosintezė ir aminorūgščių telkinių tarp plastidų ir citozolio pusiausvyra labai paveikiama. Šis atradimas gali turėti didelių pasekmių veisiant augalus, kuriuose yra didesnis nepakeičiamų aminorūgščių kiekis, o tai yra daugelio žemės ūkio tyrinėtojų tikslas.

Transporto baltymų evoliucinis palikimas

RE1 ir susiję baltymai yra evoliuciškai seni ir gali būti randami visuose augaluose ir fotosintezuojančiuose dumbliuose. Šis atradimas atskleidžia naują šviesą apie aminorūgščių transportavimo sistemų evoliuciją augaluose. Tai taip pat parodo esminių biologinių procesų, suvaidinusių svarbų vaidmenį augalų evoliucijoje, įgyvendinimą.

Ypač svarbus šio tyrimo aspektas – galimybė tobulinti žemės ūkio inovacijas. Išvados galėtų padėti veisti pasėlius su didesniu nepakeičiamų aminorūgščių kiekiu, o tai padidintų augalų maistinę vertę. Ši pažanga ypač svarbi maisto gamybai ir žemės ūkiui, nes ji galėtų padėti kovoti su prastos mitybos problemomis.

Tyrimas yra CEPLAS kompetencijos klasterio dalis ir apima specialias tyrimų sritis SFB1208/2 ir 1535/1, finansuojamas Vokietijos tyrimų fondo. Bendraautoris dr. Peter K. Lundquist už savo darbą buvo apdovanotas Alexander von Humboldt podoktorantūros stipendija.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie tyrimo detales ir jo reikšmę žemės ūkiui, skaitytojai gali peržiūrėti leidinį adresu Gamta Augalai žr. Papildomų įžvalgų apie aminorūgščių transportavimo procesų reguliavimą augaluose galima rasti ir susijusiuose darbuose, kuriuose pateikiama išsami informacija apie aminorūgščių reguliavimą augaluose.

Apibendrinant galima pasakyti, kad naujai įgytos žinios apie aminorūgščių pasiskirstymo augaluose mechanizmą yra labai svarbios ir gali būti plačiai pritaikytos augalų tyrimuose ir žemės ūkyje. Kaip CEPLAS ataskaitų, šie pasiekimai gali padėti gerokai padidinti pasėlių maistinę vertę ir taip turėti teigiamos įtakos pasaulinei maisto padėčiai.