Международная группа учёных выяснила, как химические модификации рибосомной РНК в хлоропластах – клеточных органеллах, отвечающих за фотосинтез, – влияют на рост растений. Исследование на примере модельного растения резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) показало, что эти процессы напрямую связаны со сборкой рибосом и эффективностью фотосинтеза, особенно в молодых листьях.
Исследователи составили карту модификаций рибосомной РНК (рРНК) в хлоропластах, обнаружив 17 изменённых участков. Большинство из них аналогичны тем, что встречаются у бактерий, что подтверждает теорию о бактериальном происхождении хлоропластов. Однако одна из модификаций – метилирование цитозина в позиции C1940 – оказалась уникальной для растений и отсутствует у бактерий. Это указывает на особый эволюционный путь развития растительных клеток.
Анализ показал, что модификации встраиваются в молекулы рРНК не единовременно, а поэтапно, в процессе созревания и сборки рибосом – клеточных «фабрик» по производству белка. Чтобы проверить их функциональную роль, учёные заблокировали работу одного из ферментов, отвечающих за модификацию рРНК. В результате у растений замедлилась сборка рибосом в хлоропластах и снизилась производительность фотосинтеза в молодых, активно растущих листьях.
Таким образом, исследование впервые экспериментально доказало, что точечные изменения в структуре рРНК критически важны для правильной сборки аппарата синтеза белка в хлоропластах. Нарушение этого механизма напрямую сказывается на способности растения преобразовывать солнечный свет в энергию. Работа основана на предварительной версии публикации, её выводы могут быть уточнены.