Растенията помнят с помощта на протеините на болестта луда крава

Прионите - тези ненормално-структурирани протеини, причиняващи болестта луда крава - са вероятно отговорни за паметта на растенията.

Изследователите от Института Уайтхед за биомедицински изследвания в Кеймбридж, Масачузетс съобщиха в доклад, публикуван в Proceedings of the National Academy of Sciences, че неправилно нагънатите протеини могат да обяснят как растенията могат да съхраняват и предават спомени.

Печално известните приони

Протеините могат да се сгъват по два начина: с нормална форма и с форма на прион. Един прион може да преобразува структурата на нормалните протеинови молекули в подобна на своята ненормална структура. Този механизъм причинява редица фатални и нелечими болести. При човека това е вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб - дегенеративно заболяване на главния мозък, при овцете и козите - скрейпи, както и популярното заболяване при говеда, наречено "луда крава" (спонгиформна енцефалопатия).

Може да добием груба представа за действието на прионите по аналогия с мозайка от плочки с неправилна геометрична форма. Те прилягат плътно една с друга и всяка следваща се подрежда според съседната. Ако сложим плочка, представляваща огледално отражение на нормалната, следващите плочки ще се съгласуват ориентацията си с нейната. Подобно на плочките, прионите могат да пренаредят протеините на живите организми.

Досега, приони са срещани само при животни, а доказателства за евентуалното им присъствие в растенията се появяват за пръв път.

Растенията помнят

Протеините помагат на растенията да променят своята активност въз основа на минали събития, например да решат кога да цъфтят.

Това, че растенията имат памет е добре известно. Например, някои растения цъфтят след продължително излагане на студ. Но ако условията след студа не са подходящи, растението забавя цъфтежа си, докато температурата и светлината не станат правилните. Това означава, че растенията "помнят" въздействието на студа.

Ако се вземе тъкан от такова растение и се отгледа ново растение, то също ще помни срещата с студа и ще цъфти съобразно с това. Биологичното състояние някак е "запомнено" и в новите растения, разказва New Scientist.

Експериментът

Сюзън Линкуист (Susan Lindquis) от Института Уайтхед и екипът й изследват протеин, участващ в контрола на времето на цъфтежа и реакцията на светлина (фототропизма), наречен Luminidependens (LD) в растението Arabidopsis thaliana от семейство Кръстоцветни.

Това растение има относително кратък цикъл на развитие и е удобен моделен организъм в молекулярната биология за генетични и физиологични изследвания. Геномът на Арабидопсиса е един от най-малките геноми на цъфтящи растения и първият секвентиран геном на растение. Арабидопсисът е популярен обект за изследване на растенията, включително развитието на цъфтежа и фототропизма.

^{Растението Arabidopsis thaliana.}

Ако част от гена на LD се вмъкне в дрожди, тя произвежда протеин, който не приема правилната комформация и разпространява това неправилно огънато състояние в протеините около себе си по ефекта на доминото като предизвиква образуването на клъстери. Клетките в следващите поколения на дрождите наследяват ефекта - техните версии на протеина също са с неправилна конформация, обяснява Nature News.

Това може да е първият признак, че съществуват подобни на приони протеини в растенията. В своята публикация, екипът предполага, че тези неправилно сгънати протеини могат да служат като основа за някаква форма на памет при растенията.

"Възможността за превключване между "нормални" и "неправилно огънати" форми на протеините изглежда е фундаментално свойство, което много протеини имат", отбелязва  Линдкуист. "Засега сме видяли само върха на айсберга".

Още по темата

25/04/2016

Животът

Бактерията, която предизвиква замразяване на водата

28/01/2016

Медицина

Трансплантации може да предават болестта на Алцхаймер