Фототропизм растений — направленное движение в ответ на свет — служит ключевым адаптивным механизмом, оптимизирующим фотосинтез и развитие. В основе этого процесса лежит фототропин 1 (phot1), основной фоторецептор синего света, который опосредует восприятие света и последующие фототропные реакции.
Хотя нижестоящие сигнальные пути phot1 хорошо изучены, вышестоящие регуляторы его киназной активности в световых ответах оставались неясными — до недавнего времени.
Группа исследователей под руководством профессора Лю Сюнчэна из Южного китайского ботанического сада Китайской академии наук определила важную регуляторную роль ацетилирования в функции phot1. Их исследование, [опубликованное](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2590346225001865) в Plant Communications, показывает, что ацетилирование в нескольких остатках лизина phot1, особенно в консервативном сайте (K636), модулирует автофосфорилирование белка и киназную активность, напрямую влияя на фототропизм растений.
Генетический фенотипический скрининг выявил ключевую роль лизиндеацетилазы HDA9: она регулирует фототропизм, регулируя уровни ацетилирования phot1, тем самым изменяя его статус фосфорилирования и киназную активность. Примечательно, что эта «перекрёстная регуляция ацетилирования и фосфорилирования» оказалась высококонсервативной у различных видов, включая томат, табак и арахис, что подчёркивает её широкое значение в передаче сигналов фототропизма растений.
Исследователи предложили молекулярную модель, связывающую ацетилирование с передачей световых сигналов и активацией phot1: при обнаружении света phot1 подвергается быстрой фосфорилизации, активируя свою функцию передачи сигнала, но снижая сродство к HDA9. Это позволяет ацетилированному phot1 — вероятно, накопленному с помощью неизвестных ацетилтрансфераз — накапливаться, образуя [отрицательную обратную связь](https://phys.org/tags/negative+feedback+loop/).
Ингибируя чрезмерное фосфорилирование phot1, этот механизм предотвращает чрезмерное усиление световых сигналов. Таким образом, циклический модуль «ацетилирование-деацетилирование» действует как точный молекулярный тормоз, точно настраивая интенсивность фототропных сигналов для обеспечения оптимальных реакций роста.
Эта модель подчёркивает точность и пластичность передачи световых сигналов у растений. Полученные результаты предоставляют новую теоретическую основу для стратегий селекции сельскохозяйственных культур, направленных на повышение адаптивности к свету и эффективного использования энергии.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)