Wiadomo, skąd roślina wie, kiedy wytwarzać filtr

Naukowcy z Uniwersytetu w Glasgow odkryli, skąd rośliny wiedzą, kiedy zacząć wytwarzać własny filtr słoneczny, by chronić się przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego. Od kilkudziesięciu lat spekulowano, że rośliny muszą dysponować fotoreceptorami UVB. Miałyby one przypominać te wykrywające inne długości fal, których funkcja polega na kontrolowaniu różnych procesów, np. kwitnienia. Teraz wyjaśniono, jak receptor UVB wygląda i działa.

Białko UVR8 rozpoznaje UVB i aktywuje wymagane do produkcji własnego filtra zmiany w ekspresji genów. Rośliny potrzebują światła słonecznego, by pozyskać niezbędną energię, dlatego są stale wystawione na działanie promieniowania ultrafioletowego UVB. Rzadko wykazują jednak symptomy uszkodzeń, ponieważ w toku ewolucji wykształciły metodę zabezpieczania, polegającą na odkładaniu filtra w zewnętrznych tkankach liści.

Poszukiwania receptora UVB były dla fotobiologów odpowiednikiem poszukiwania Świętego Graala. Od kilkudziesięciu lat wiedziano, że rośliny mogą wyczuwać obecność UVB i że stymuluje to produkcję blokera, ale nie mieliśmy pojęcia, jak się to dzieje. Teraz już wiemy – cieszy się prof. Gareth Jenkins.

W 2005 roku zespół Jenkinsa wykazał, że UVR8 wywołuje zmiany w ekspresji genów, które umożliwiają produkcję filtra anty-UVB. Później, we współpracy z kolegami z uniwersytetów we Fryburgu Bryzgowijskim i Genewie, Szkoci próbowali ustalić, jak to białko działa.

Zwykle UVR8 tworzy dimery, lecz UVB rozbija je na dwie pojedyncze cząsteczki proteiny. Kluczowym procesem w roślinach wytwarzających filtry jest interakcja UVR8 z innym białkiem COP1. Oddziaływanie to skutkuje uruchomieniem przez UVR8 niezbędnych zmian w ekspresji genów [...]. Kiedy roślina wykrywa UVB, światło aktywuje produkcję filtra, który odkłada się w zewnętrznych tkankach. Pochłania on UVB, minimalizując jego wnikanie do komórek położonych niżej. Wystawienie na oddziaływanie UVB stymuluje syntezę enzymów naprawiających DNA, poza tym włączają się geny zapobiegające oksydacyjnemu uszkodzeniu komórek [przez reaktywne formy tlenu] i odpowiadające za podtrzymanie fotosyntezy.

Naukowcy prowadzili eksperymenty na rzodkiewnikach. Rośliny pozbawione UVR8 umierały po ekspozycji na dawkę UVB typową dla pełnego słońca.

roślina fotoreceptor UVB promieniowanie ultrafioletowe UVR8 COP1 Gareth Jenkins