Израильские ученые обнаружили, что растения используют сложный механизм для заживления поврежденных тканей, активно перенаправляя к ранам сахара. Исследование показало, что для разных задач используются разные типы сахаров, что меняет представление о метаболических процессах растений. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ранее было известно, что для регенерации тканей растениям необходима энергия, получаемая из сахаров, однако точные пути их транспортировки оставались неясными. Группа биологов из Еврейского университета в Иерусалиме под руководством профессора Идана Эфрони изучила этот процесс на модельном растении резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana). С помощью нового флуоресцентного сенсора Glifon ученые смогли в реальном времени отследить движение глюкозы в живых тканях.
Выяснилось, что при повреждении растение задействует двухуровневую систему. Сахароза, основной продукт фотосинтеза, транспортируется из листьев в общую зону повреждения, чтобы обеспечить ткани энергией. Одновременно с этим непосредственно у самой раны концентрируется глюкоза, которая используется для немедленного восстановления клеток. Такая специализация говорит о наличии отлаженных регуляторных сетей.
На молекулярном уровне исследование подтвердило, что повреждение запускает быструю и локальную активацию генов, которые отвечают за транспорт и метаболизм сахаров. Это позволяет растению эффективно распределять ресурсы, направляя их на первоочередные задачи по восстановлению.
Открытие имеет большое значение для сельского хозяйства. Повреждения от града, сильного ветра или при механизированной уборке урожая приводят к значительным потерям. Понимание естественных механизмов регенерации может помочь в селекции более устойчивых сортов культур или в разработке биотехнологических методов, повышающих их способность к восстановлению после стресса.