" content="width=device-width,initial-scale=1.0,minimum-scale=0.5,maximum-scale=5.0,user-scalable=yes" >«Переключатель насыщения»: обнаружен ген, регулирующий поглощение азота, что открывает путь к более эффективным сельскохозяйственным культурам - LA NACION{ «pagetype»: «nota», «valor»: «abierta», «subtype»: «1», „nota_id“: «QBUG6TKAVVAG7FVYTPTZQMUFS4», «isListenable»: «да», «слова»: 900, „чтение“: «5» } @font-face {font-family:„Prumo“;src:url(„ pf resources fonts prumo Prumo-LNVF.woff2?d=2047“) format(„woff2-variations“); font-weight: 90; font-display: swap;} @font-face {font-family:„Prumo Italic“;src:url(„ pf resources fonts prumo Prumo-ItalicLNVF.woff2?d=2047“) format(„woff2-variations“); font-weight: 90; font-display: swap;} .- -prumo{font-family:Prumo,georgia,serif}.- -font-primary{font-family:Prumo,georgia,serif}.row{display:flex;flex-wrap:wrap;width:100%}[class*=col-]{width:100%;position:relative}.col{flex-basis:0%;flex-grow:1;max-width:100%}.col-1 {flex:0 0 8,3333333333%;max-width:8,3333333333%}.col-2{flex:0 0 16,6666666667%;max-width:16,6666666667%}.col-3{flex:0 0 25%; max-width: 25%}.col-4{flex: 0 0 33,3333333333%; max-width: 33,3333333333%}.col-5{flex: 0 0 41,6666666667%; max-width: 41,6666666667%}.col-6{flex: 0 0 50%; max-width: 50%}.col-7{flex: 0 0 58,3333333333%; max-width:58.3333333333%}.col-8{flex:0 0 66.6666666667%;max-width:66.6666666667%}.col-9{flex:0 0 75%;

Группа ученых из Conicet, FCEN-UBA и Нью-Йоркского университета (NYU) выявила ген, который действует как настоящий «переключатель насыщения» азотом — открытие, которое может заложить основу для выведения сельскохозяйственных культур, более эффективно использующих азотные удобрения. Открытие было сделано на Arabidopsis thaliana — виде, используемом в качестве экспериментальной модели в растительной биологии, поскольку он имеет много общих генетических и физиологических механизмов с сельскохозяйственными культурами. Результаты были опубликованы в научном журнале The Plant Cell и процитированы в пресс-релизе CONICET. «Азот является одним из важнейших питательных веществ для сельскохозяйственного производства. Он участвует в таких ключевых процессах, как рост биомассы, фотосинтез, развитие корневой системы и образование зерен. Однако эффективность использования удобрений по-прежнему остается глобальной проблемой». «Растения поглощают лишь около 50 % доступного азота из удобрений, которые, к тому же, являются дорогостоящими и оказывают негативное воздействие на окружающую среду», — пояснила Мариана Обертелло, исследовательница CONICET в Институте исследований в области генной инженерии и молекулярной биологии (INGEBI-CONICET) и руководитель исследования. Как он отметил, растущая необходимость производить больше продовольствия с меньшим воздействием на окружающую среду стимулирует поиск культур, способных сохранять урожайность при меньшем использовании удобрений. «В ходе исследования был выявлен ген HHO5 — фактор транскрипции, то есть белок, способный активировать или деактивировать другие гены. По мнению исследователей, этот ген играет ключевую роль в регуляции поглощения азота». «Когда растение накапливает достаточное количество органического азота, активируется HHO5, который прямо или косвенно регулирует около 12 % генов, реагирующих на доступность азота», — пояснил Обертелло. «Обнаруженный механизм действует как система внутреннего контроля. Когда растение обнаруживает, что в его тканях уже имеется достаточное количество переработанного и накопленного азота, HHO5 запускает ряд реакций, которые ограничивают поступление дополнительных питательных веществ из почвы. С одной стороны, он подавляет гены, ответственные за поглощение нитратов — основной формы неорганического азота, доступной растениям, — в том числе NRT1.1. С другой стороны, он стимулирует гены, связанные с метаболизмом органического азота, способствуя более эффективному использованию внутренних запасов». «В исследовании выделяются две основные формы азота. Неорганический азот — это тот, который растение поглощает из почвы, будь то естественным путем или посредством удобрений. В свою очередь, органический азот — это тот азот, который уже был преобразован самим растением и накоплен в его клетках. «Когда внутри растения циркулирует достаточное количество органического азота, оно воспринимает это как насыщение и не нуждается в дальнейшем поглощении неорганического азота из почвы. Именно этот механизм «насыщения» и является центральным предметом данного исследования», — пояснил Хорхе Мускьетти, научный сотрудник CONICET в INGEBI и на кафедре биоразнообразия и экспериментальной биологии FCEN-UBA. «Чтобы понять роль гена HHO5, исследователи объединили методы геномики, биохимии, физиологии растений и биоинформатического анализа. Один из экспериментов заключался в удалении гена и изучении поведения полученных растений. Результаты показали, что мутантные растения, лишенные HHO5, в определённых условиях поглощали почти в три раза больше неорганического азота, чем нормальные растения. Такое поведение подтвердило, что ген обычно действует как тормоз поглощения. Однако повышенное поглощение азота не привело к лучшим результатам. У мутантных растений корни были короче, они давали меньше семян на один плод, а содержание азота в семенах было ниже. По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что чрезмерное и нерегулируемое поглощение может иметь негативные последствия для развития растения». Исследование также показало, что HHO5 напрямую подавляет гены, связанные с поглощением неорганического азота, в то время как для активации других генов, связанных с метаболизмом, ему необходимо действовать совместно с другим белком, называемым WRKY21. «Кроме того, с помощью биоинформатических инструментов команде удалось интегрировать ранее опубликованную геномную информацию о реакциях растений на органический и неорганический азот. Этот анализ позволил построить регуляторную сеть, связывающую HHO5 с множеством генов, на которые он оказывает прямое и косвенное влияние». Исследователи подчеркивают, что использование Arabidopsis thaliana позволяет выявлять сложные механизмы, прежде чем переносить эти знания на виды, представляющие производственный интерес. «Теперь задача состоит в том, чтобы найти гомологичные гены и механизмы в таких сельскохозяйственных культурах, как рис, кукуруза и пшеница», — отметил Мускьетти. По мнению Обертелло, важность этих результатов заключается в их потенциальном применении в будущем. «Знание того, что HHO5 регулирует активацию и деактивацию генов, участвующих в азотном обмене, позволяет нам думать о создании сортов, способных более эффективно использовать азот, содержащийся в почве, и сократить необходимость в применении большого количества удобрений», — заявил он. «Исследование проводилось в сотрудничестве с лабораторией под руководством Глории Коруцци в Центре геномики и системной биологии Нью-Йоркского университета. В исследовании также приняли участие ученые Уилл Э. Хинкли, Джозеф Свифт, Саманта Франгос, Шао-Шань Кэрол Хуан и Франциско Ромей из INGEBI и FCEN-UBA».