Augi kā aminoskābju ražotāji: jauni atklājumi no Diseldorfas!

Augi kā aminoskābju ražotāji: jauni atklājumi no Diseldorfas!

Augu spēja ražot un transportēt neaizvietojamās aminoskābes ir izšķirošs faktors to attīstībā un izdzīvošanā. Svarīga pētnieku komanda no Diseldorfas Heinriha Heines universitāte tagad ir atšifrējis mehānismu, ar kuru augi izplata šīs dzīvībai svarīgās aminoskābes. Šī novatoriskā pētījuma rezultāti tika publicēti slavenajā specializētajā žurnālāDabas augipublicēts.

Augi ir brīnišķīgi organismi, jo tie spēj sintezēt visas 20 cilvēkiem nepieciešamās proteīnogēnās aminoskābes. Šo aminoskābju ražošana galvenokārt notiek plastidos, specializētos šūnu organellos, kas ir atbildīgi par dažādiem bioķīmiskiem procesiem augu šūnās. Transporta proteīniem, īpaši RETICULATA1 (RE1), ir galvenā loma aminoskābju transportēšanā cauri hloroplasta apvalka membrānai.

RE1 funkcija un nozīme

RE1 proteīns ir specializējies bāzisko aminoskābju, piemēram, arginīna, citrulīna, ornitīna un lizīna, efektīvā transportēšanā. Interesanti, ka augiem, kuriem trūkst RE1, ir samazināts šo aminoskābju līmenis, kā arī raksturīga “tīklveida” lapu forma. Šis novērojums izceļ RE1 būtisko lomu; šī transporta proteīna trūkums augam var būt pat liktenīgs.

Paplašinot zināšanas par aminoskābju transportēšanu augos, pētnieku grupa uzsver, ka bāzisko aminoskābju biosintēze un aminoskābju kopu līdzsvars starp plastīdiem un citosolu būtiski tiek ietekmēts, ja RE1 nav klāt. Šim atklājumam varētu būt tālejoša ietekme uz vaislas kultūrām ar augstāku neaizvietojamo aminoskābju līmeni, kas ir daudzu lauksaimniecības pētnieku mērķis.

Transporta proteīnu evolūcijas mantojums

RE1 un radniecīgie proteīni ir evolucionāri veci, un tos var atrast visos augos un fotosintēzējošos aļģēs. Šis atklājums sniedz jaunu priekšstatu par aminoskābju transporta sistēmu attīstību augos. Tas arī parāda fundamentālu bioloģisko procesu īstenošanu, kuriem ir bijusi nozīmīga loma augu evolūcijā.

Īpaši svarīgs šī pētījuma aspekts ir iespēja veicināt lauksaimniecības inovācijas. Rezultāti varētu palīdzēt audzēt kultūras ar augstāku neaizvietojamo aminoskābju līmeni, kas palielinātu augu uzturvērtību. Šis progress ir īpaši svarīgs pārtikas ražošanai un lauksaimniecībai, jo tas varētu palīdzēt cīnīties ar nepietiekama uztura problēmām.

Pētnieciskais darbs ir daļa no CEPLAS izcilības klastera un ietver īpašās pētniecības jomas SFB1208/2 un 1535/1, ko finansē Vācijas Pētniecības fonds. Līdzautoram Dr. Peter K. Lundquist par savu darbu tika piešķirta Aleksandra fon Humbolta pēcdoktorantūras stipendija.

Lai iegūtu plašāku informāciju par pētījuma detaļām un tā ietekmi uz lauksaimniecību, lasītāji var skatīt publikāciju vietnē Dabas augi skat. Papildu atziņas par aminoskābju transporta procesu regulēšanu augos atrodamas arī saistītajos darbos, kas sniedz vispusīgu informāciju par aminoskābju regulēšanu augos.

Noslēgumā jāsaka, ka jauniegūtās zināšanas par aminoskābju sadales mehānismu augos ir ļoti svarīgas, un tām var būt plašs pielietojums augu izpētē un lauksaimniecībā. Kā CEPLAS ziņojumos, šie sasniegumi varētu palīdzēt ievērojami palielināt kultūraugu uzturvērtību un tādējādi pozitīvi ietekmēt pārtikas situāciju pasaulē.