Växter som aminosyraproducenter: Nya rön från Düsseldorf!

Växter som aminosyraproducenter: Nya rön från Düsseldorf!

Växternas förmåga att producera och transportera essentiella aminosyror är en avgörande faktor för deras utveckling och överlevnad. En viktig forskargrupp från Heinrich Heine University Düsseldorf har nu avkodat mekanismen genom vilken växter distribuerar dessa livsviktiga aminosyror. Resultaten av denna innovativa studie publicerades i den välrenommerade specialisttidskriftenNatur Växterpubliceras.

Växter är anmärkningsvärda organismer eftersom de kan syntetisera alla 20 proteinogena aminosyror som är nödvändiga för människor. Produktionen av dessa aminosyror sker främst i plastider, specialiserade cellorganeller som är ansvariga för olika biokemiska processer i växtceller. Transportproteiner, särskilt RETICULATA1 (RE1), spelar en central roll i transporten av aminosyror över kloroplasthöljesmembranet.

Funktion och innebörd av RE1

RE1-proteinet är specialiserat på att effektivt transportera grundläggande aminosyror som arginin, citrullin, ornitin och lysin. Intressant nog visar växter som saknar RE1 minskade nivåer av dessa aminosyror samt en karakteristisk "nätformig" bladform. Denna observation belyser RE1:s väsentliga roll; Bristen på detta transportprotein kan till och med vara dödlig för växten.

Genom att utöka kunskapen om transport av aminosyror inom växter framhåller forskargruppen att biosyntesen av grundläggande aminosyror och balansen av aminosyrapooler mellan plastider och cytosol påverkas avsevärt när RE1 inte är närvarande. Denna upptäckt kan få långtgående konsekvenser för förädling av grödor med högre nivåer av essentiella aminosyror, vilket är målet för många jordbruksforskare.

Evolutionärt arv av transportproteiner

RE1 och relaterade proteiner är evolutionärt gamla och kan hittas i alla växter och fotosyntetiserande alger. Denna upptäckt kastar nytt ljus över utvecklingen av aminosyratransportsystem i växter. Det visar också implementeringen av grundläggande biologiska processer som har spelat en viktig roll i växternas utveckling.

En särskilt viktig aspekt av denna forskning är möjligheten att främja jordbruksinnovationer. Fynden kan hjälpa till att föda upp grödor med högre nivåer av essentiella aminosyror, vilket skulle öka växternas näringsvärde. Dessa framsteg är särskilt viktiga för livsmedelsproduktion och jordbruk eftersom det skulle kunna bidra till att bekämpa undernäringsproblem.

Forskningsarbetet ingår i CEPLAS Cluster of Excellence och omfattar de speciella forskningsområdena SFB1208/2 och 1535/1, finansierade av den tyska forskningsstiftelsen. Medförfattaren Dr. Peter K. Lundquist tilldelades ett Alexander von Humboldt-postdoktorsstipendium för sitt arbete.

För mer information om detaljerna i studien och dess konsekvenser för jordbruket kan läsare se publikationen på Natur Växter se. Ytterligare insikter i regleringen av aminosyratransportprocesser i växter finns också i relaterade arbeten, som ger omfattande information om regleringen av aminosyror i växter.

Sammanfattningsvis är den nyvunna kunskapen om mekanismen för aminosyrafördelning i växter av grundläggande betydelse och kan ha omfattande tillämpningar inom växtforskning och jordbruk. Hur CEPLAS rapporter kan dessa framsteg bidra till att avsevärt öka grödornas näringsvärde och därmed ha en positiv inverkan på den globala livsmedelssituationen.