В животном мире молекула, известная как итаконат, играет важную роль в иммунной системе, действуя как защитное средство против вирусов и воспалений. Итаконат классифицируется как метаболит — естественное соединение, которое образуется, когда организмы преобразуют пищу в энергию.
Хотя итаконат хорошо изучен у животных, его присутствие и функции в растениях практически не исследованы. Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые провели комплексное исследование функций итаконата в растениях.
Исследователи из Школы биологических наук, работающие с коллегами из Стэнфордского университета, Пекинского университета, Института науки Карнеги и Национального автономного университета Мексики, использовали методы химической визуализации и измерения, чтобы не только доказать существование итаконата в растениях, но и выявить его значительную роль в стимуляции роста растений.
«Мы обнаружили, что итаконат образуется в растениях, особенно в растущих клетках», — сказала старший автор исследования Джазз Дикинсон, доцент кафедры клеточной биологии и биологии развития. «Полив растений кукурузы итаконатом заставил саженцы расти выше, что нас воодушевило и побудило нас изучить этот метаболит более подробно и понять, как он взаимодействует с растительными белками».
Результаты исследования были опубликованы 6 июня 2025 года в журнале Science Advances.
Лаборатория Дикинсон занимается изучением развития растений, включая исследования процессов, связанных с корневыми системами. Используя масс-спектрометрию — метод визуализации, который выявляет химический состав объектов путём идентификации отдельных молекул и соединений, исследователи подтвердили, что растения производят итаконат.
Работая с биохимиками животных, которые специализируются на итаконате, они описали, как итаконат взаимодействует с белками, специфичными для растений, у Arabidopsis, представителя семейства горчичных.
Дальнейшее изучение динамики показало, что итаконат играет множество ключевых ролей в физиологии растений. Они включают участие в нескольких важных процессах растений, таких как первичный метаболизм и реакция на стресс, связанный с кислородом.
Оптимизация естественных преимуществ итаконата — вместо синтетических химикатов — может иметь решающее значение для безопасного максимизации роста сельскохозяйственных культур в поддержку растущего населения планеты.
«Это открытие может привести к созданию решений, вдохновлённых природой, для улучшения роста сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза», — сказала Дикинсон. «Мы также надеемся, что развитие лучшего понимания связей между биологией растений и животных откроет новые идеи, которые могут помочь здоровью как растений, так и человека».
Поскольку люди также производят и используют итаконат, новое исследование может предложить новую информацию для понимания роли молекулы в развитии и росте человека.
Предоставлено:
[Университет Калифорнии — Сан-Диего](https://phys.org/partners/university-of-california—san-diego/)