Германиянын Гейдельберг университетинин илимий тобу өсүмдүктөрдүн кургакчылык жана катуу күн нуру шартында сууну сактап калуусуна жардам берген мурда белгисиз молекулалык механизмди ачышты.
Гейдельберг университети (Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg) кабарлагандай, бул ачылышка алардын Организмдерди изилдөө борборунун (COS) илимий тобу жетишти. Изилдөөнүн жүрүшүндө окумуштуулар өсүмдүктүн клеткасындагы цистеин синтаза комплекси деп аталган белок системасынын маанилүү ролун аныкташкан.
Аталган комплекс хлоропласттарда жайгашкан жана өсүмдүктүн стресс сигналдарын сезүүчү сенсору катары иштейт.
https://www.uni-heidelberg.de/en/newsroom/how-plants-regulate-adapting-to-drought
Суу жоготуудан сактоочу молекулалык система
Өсүмдүктөр үчүн кургак аба ырайы жана күндүн күчтүү нуру көп учурда суунун ашыкча жоголушуна алып келет. Аба жана суу буусунун алмашуусун жөнгө салуу үчүн өсүмдүктөрдүн жалбырактарынын бетинде стомата деп аталган майда тешикчелер бар. Бул тешикчелер желдеткич сыяктуу иштеп, өсүмдүктүн дем алуусуна жана нымдын чыгышына шарт түзөт.
Бул процессти башкарууда негизги ролду абсциз кислотасы (ABA) аттуу өсүмдүк гормону ойнойт. Ал стомата тешикчелеринин жабылышын камсыздап, суу жоготууну токтотот.
Цистеин синтаза комплекси – өсүмдүктүн “стресс сенсору”
Илимпоздор аныктагандай, цистеин синтаза комплекси эки ферменттен турат жана ал өсүмдүк кургап же күндүн күчтүү нуруна дуушар болгондо жаралган стресс сигналдарын кабыл алат.
Бул сигналдардын катарына сульфат азыгынын белгиси жана топурак кургаганда тамырлардан сабакка ташылуучу майда белок молекуласы кирет. Мындан тышкары, изилдөөчүлөр күндүн күчтүү нурунун таасиринен пайда болгон өзгөчө өсүмдүк гормонун да аныкташкан.
Жогорудагы сигналдардын бири цистеин синтаза комплексин активдештиргенде, ал күзөтчү клеткаларда абсциз кислотасынын (ABA) биосинтезин стимулдап, жалбырактардын тешикчелеринин жабылышын камсыздайт. Натыйжада өсүмдүк суу жоготуудан сакталат.
“Цистеин синтаза комплекси ушул стресс сигналдарынын бири аркылуу активдешкенде, ал күзөтчү клеткаларда ABA синтезин стимулдап, жалбырактардын тешикчелеринин жабылышын камсыздайт. Ошентип, өсүмдүк сууну үнөмдөйт,” — деп түшүндүрүшөт профессор Рюдигер Хелл (Prof. Dr. Rüdiger Hell) жана доктор Маркус Вирц (Dr. Markus Wirtz), Гейдельберг университетинин Организмдерди изилдөө борборунундагы (COS) Өсүмдүктөрдүн молекулалык биологиясы изилдөө тобунун окумуштуулары.
Илимпоздор белгилегендей, “хлоропласттын метаболизми фотосинтез аркылуу курулуш блокторун камсыз кылып гана тим болбостон, стресс сигналдарына активдүү жооп берип, өсүмдүктөрдүн кургакчылык сыяктуу экологиялык шарттарга реакциясын так жөнгө салат”
Келечекке жол ачкан ачылыш
Бул ачылыштын негизинде изилдөөчүлөр Arabidopsis аттуу үлгү өсүмдүгүн (крестүүлөр тукумунун өкүлү) өзгөртүп чыгышкан. Натыйжада бул өсүмдүк топурак кургаганда да жакшы өсүшүн сактап, ным жетишсиздигине туруктуураак болуп калган.
Окумуштуулардын айтымында, азыркы илимий жетишкендик – климаттагы өзгөрүүлөрдүн шартында айыл чарба өсүмдүктөрүнүн туруктуулугун жогорулатууга жана кургакчылыкка чыдамкай жаңы сортторду иштеп чыгууга багытталган стратегиялар үчүн маанилүү кадам болуп саналат.
Изилдөө Кытайдагы Нанкин айыл чарба университетинин (Nanjing Agricultural University) окумуштуулары менен кызматташтыкта жүргүзүлгөн. Иш Германиянын Илимий фонду (German Research Foundation, DFG) тарабынан каржыланган. Изилдөөнүн жыйынтыктары Nature Communications илимий журналында жарыяланган.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Хлоропласттар – өсүмдүк жана балыр клеткаларында жайгашкан пластиддер, алар фотосинтезди жүргүзүп, жарык энергиясын, көмүртек диоксидди жана сууну углеводдор жана кычкылтек түрүндөгү химиялык энергияга айлантышат. Бул органеллдерде күн нурун сиңирген жашыл пигмент – хлорофилл жана алардын татаал ички түзүмү бар, ага эки катмарлуу тышкы мембрана, хлорофилл камтыган талакоид дисктер жана строма кирет.
Хлоропласттардын метаболизми фотосинтезди, май кислоталарын синтездөөнү жана аминокислоталарды түзүүнү камтыйт, жана булардын баары өсүмдүктөрдүн жашоосу үчүн чечүүчү мааниге ээ.
Пластиддер – өсүмдүк клеткаларында жана айрым башка эукариоттук организмдерде кездешкен жарым-өзүнчө органеллдер, алар фотосинтезди (хлоропласттарда) жана химиялык бирикмелерди топтоо жана синтездөө сыяктуу кеңири функцияларды аткарышат. Көпчүлүк пластиддердин бактерияларга окшош өз ДНКсы бар.
Органеллдер – клетканын ичинде жайгашкан адистешкен түзүмдөр, алар клетканын жашоосу үчүн зарыл болгон конкреттүү функцияларды аткарат. Аларды клетканын “кичине органдары” сыяктуу караса болот. Негизги органеллдерге өзөк (генетикалык маалыматты сактайт), митохондриялар (энергия өндүрөт) жана рибосомалар (белокторду синтездейт) кирет.
Шилтемелер:
- Маалымат макала Гейдельберг университетинин интернет баракчасындагы https://www.uni-heidelberg.de/en/newsroom/how-plants-regulate-adapting-to-drought маалыматтын негизинде жазылды.
- Маалымат макалага негиз болгон илимий изилдөө Nature Communications журналында https://www.nature.com/articles/s41467-025-64705-3 жарыяланган.
- Сүрөт unsplash.com сайтынан алынды, автору Yuki Ho.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
