Американские биологи нашли несколько белков, которые на молекулярном уровне обеспечивают симбиоз между растениями и грибами. Понимание того, как именно устроены такие отношения, поможет в создании сельскохозяйственных растений, которые эффективно потребляют питательные вещества и устойчивы к стрессам окружающей среды. Исследование опубликовано в журнале Science.
Растения и некоторые грибы могут быть склонны к симбиотическим отношениям, из которых оба организма способны извлекать пользу. Грибы могут образовывать арбускулярную микоризу (в переводе с древнегреческого – «грибокорень»). При этом мицелий (грибница) проникает в корни растения, в межклеточное пространство или в сами клетки корней. Благодаря такой связи грибок и растение могут обмениваться полезными веществами.
Американские ученые открыли ряд молекул, которые обеспечивают симбиотические отношения между грибками и растениями. Так, белки CKL1 и CKL2 активны только в клетках корня. По структуре они похожи на циклин-зависимые киназы (CDK), которые у растений и животных регулируют жизненный цикл клетки. Однако у белков семейства CKL иные функции. Они находятся в мембранах клеток корней и необходимы для выживания гриба. Эти белки контролируют поток от растения к симбионту питательных липидов, без которых он погибает от голода.
Однако белки CKL контролируют не весь транспорт липидов, а только начальную и конечную точки этого процесса. Его регулируют также и RAM2, который активируется белком RAM1. Для правильного транспорта липидов к грибу должны работать и белки CKL, и белки RAM. Ученые считают, что этот процесс так сложно регулируется для того, чтобы патогенные грибы не могли его эксплуатировать, отбирая липиды у растения ему во вред.
Исследователи считают, что понимание молекулярных путей, которые лежат в основе симбиотических отношений между растениями и грибами, поможет вывести новые сельскохозяйственные растения. В сотрудничестве они эффективнее потребляют питательные вещества и лучше сопротивляются стрессам окружающей среды.
