Гент – Международная группа ученых под руководством специалистов из Центра системной биологии растений VIB-UGent в Бельгии определила белковый механизм, который помогает растениям охлаждаться при сильной жаре. Исследование, опубликованное в журнале Nature Plants, показало, что белок UBP24 позволяет листьям поддерживать испарение воды, не допуская перегрева.
Растения регулируют температуру и газообмен через устьица – микроскопические поры на поверхности листьев. В жару открытые устьица позволяют воде испаряться, что охлаждает лист по аналогии с потоотделением у человека. Однако этот процесс ведёт к потере влаги. Ученые установили, что при высоких температурах белок UBP24 становится более стабильным. В таком состоянии он защищает от разрушения другие белки, отвечающие за то, чтобы устьица оставались открытыми, и система охлаждения продолжала работать.
Этот механизм помогает растениям находить баланс между риском перегрева и опасностью обезвоживания. Анализ геномов десятков видов показал, что способность белка UBP24 реагировать на температуру, вероятно, возникла у сосудистых растений одновременно с эволюцией активного контроля над устьицами. Это могло стать ключевым приспособлением для выживания в условиях переменчивого климата.
Исследователи отмечают, что схожий принцип терморегуляции на молекулярном уровне, связанный с изменением заряда белков, обнаружен и у дрожжей. Это может указывать на существование древней клеточной стратегии выживания при тепловом стрессе, которую разные организмы встроили в свои физиологические процессы.
Открытие носит фундаментальный характер, но в долгосрочной перспективе может помочь в селекции сельскохозяйственных культур, более устойчивых к засухам и волнам жары. Дальнейшая работа будет направлена на изучение того, как UBP24 взаимодействует с другими сигналами – влажностью, светом и нехваткой воды, – чтобы понять, можно ли управлять этим механизмом для повышения урожайности без ущерба для водного баланса растений.