Η πρωτεΐνη δείχνει πώς τα φυτά κρατούν τα στόματά τους κλειστά

Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει μια πρωτεΐνη που δρα ως gatekeeper στα φυτά, ελέγχοντας το άνοιγμα και το κλείσιμο των στομάτιδων τους - μικρούς πόρους στα φύλλα που επιτρέπουν την ανταλλαγή αερίων. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Plants, ρίχνουν φως στον τρόπο με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν την απώλεια νερού και την πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα, τα οποία αποτελούν βασικές διεργασίες για τη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη των φυτών.

Τα stomata είναι μικροσκοπικά πόροι που βρίσκονται στα φύλλα των φυτών και είναι υπεύθυνα για τη ρύθμιση της ανταλλαγής αερίων, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και ο υδρατμός. Όταν τα στομάτα είναι ανοιχτά, το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στο φυτό και ο υδρατμός απελευθερώνεται. Ωστόσο, όταν τα στομάτα είναι κλειστά, η απώλεια νερού μειώνεται, αλλά η πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα είναι επίσης περιορισμένη.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Cambridge και το John Innes Center, αναγνώρισε μια πρωτεΐνη που ονομάζεται καταστολέας του KT1 (SKT1) που παίζει καθοριστικό ρόλο στον έλεγχο του ανοίγματος και του κλεισίματος των stomata. Το SKT1 είναι μέλος μιας οικογένειας πρωτεϊνών που είναι γνωστή ως κινάσες τύπου υποδοχέα (RLKs), οι οποίες εμπλέκονται σε διάφορες οδούς σηματοδότησης στα φυτά.

Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό γενετικών, βιοχημικών και τεχνικών απεικόνισης, οι ερευνητές έδειξαν ότι το SKT1 δρα ως αρνητικό ρυθμιστή του στοματικού ανοίγματος. Όταν υπάρχει SKT1, τα stomata παραμένουν κλειστά, εμποδίζοντας την απώλεια νερού. Ωστόσο, όταν το SKT1 αφαιρείται ή αναστέλλεται, το stomata ανοίγει, επιτρέποντας την ανταλλαγή αερίων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι το SKT1 αλληλεπιδρά με μια άλλη πρωτεΐνη που ονομάζεται KAT1, η οποία είναι γνωστό ότι εμπλέκεται σε στοματική κίνηση. Αυτή η αλληλεπίδραση υποδηλώνει ότι οι SKT1 και KAT1 συνεργάζονται για να ρυθμίσουν την οδοντική λειτουργία.

"Η μελέτη μας αποκαλύπτει το ρόλο του SKT1 στον έλεγχο της οδοντικής κίνησης και παρέχει πληροφορίες για τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν τη ρύθμιση της οδοντικής", δήλωσε ο Δρ Eleni Vatsiou, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ελέγχουν τη συμπεριφορά των στοματικών είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης των καλλιεργειών, ιδίως ενόψει της αύξησης της λειψυδρίας και της αλλαγής του κλίματος».

Η ανακάλυψη του SKT1 ως βασικού ρυθμιστή της οδοντικής κίνησης ανοίγει νέες οδούς για την έρευνα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της χρήσης των υδάτων των φυτών και την αφομοίωση του διοξειδίου του άνθρακα. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να διερευνηθεί το δυναμικό του χειρισμού SKT1 και των σχετικών πρωτεϊνών για τη βελτίωση της απόδοσης των φυτών και της ανθεκτικότητας στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.