Учёным известно об особой органелле растительных клеток уже более века. Однако ученые Калифорнийского университета в Риверсайде только сейчас обнаружили ключевую роль органелл в старении.

Первоначально исследователи намеревались понять, какие части растительных клеток контролируют реакцию растений на стресс, вызванный такими вещами, как инфекции, слишком много соли или слишком мало света. По счастливой случайности они обнаружили эту органеллу, а белок , ответственный за ее поддержание, контролирует выживание растений, если их слишком часто оставлять в темноте.

Поскольку они не ожидали этого открытия, описанного в журнальной статье Nature Plants , исследовательская группа была в восторге.

«Для нас это открытие имеет большое значение. Впервые мы определили огромную важность органеллы в клетке, которая ранее не была вовлечена в процесс старения», — сказала Кэти Дехеш, выдающийся профессор молекулярной биохимии в Университете. УЦР и соавтор новой статьи.

Органелла, называемая телом Гольджи, которую иногда описывают как стопку сдутых воздушных шаров или упавшую лазанью, состоит из ряда чашеобразных мешочков, покрытых мембраной. Он сортирует различные молекулы в клетке и гарантирует, что они попадут в нужные места.

«Гольджи подобен клеточному почтовому отделению. Они упаковывают и отправляют белки и липиды туда, где они необходимы», — сказал Хисын Чой, научный сотрудник отдела ботаники и наук о растениях UCR и соавтор нового исследования. «Поврежденный аппарат Гольджи может создать путаницу и проблемы в деятельности клетки, влияя на то, как клетка работает и остается здоровой».

Если Гольджи — это почтовое отделение, то белок COG — это почтовый работник. Этот белок контролирует и координирует движение небольших «оболочек» мешочков, которые транспортируют другие молекулы по клетке.

Кроме того, COG помогает телам Гольджи присоединять сахара к другим белкам или липидам, прежде чем они будут отправлены в другое место клетки. Эта модификация сахара, называемая гликозилированием, имеет решающее значение для многих биологических процессов , включая иммунный ответ.

Чтобы узнать больше о том, как COG влияет на растительные клетки, исследовательская группа модифицировала некоторые растения так, чтобы они не могли его производить. В нормальных условиях выращивания модифицированные растения росли прекрасно и были неотличимы от немодифицированных растений.

Однако лишение растений света означает, что растения не могут производить сахар из солнечного света для обеспечения роста. При воздействии чрезмерной темноты листья мутантных растений, не содержащих COG, начали желтеть, сморщиваться и истончаться — признак того, что растения умирают.

«В темноте мутанты COG проявляли признаки старения, которые обычно появляются у диких, немодифицированных растений примерно на девятый день. Но у мутантов эти признаки проявились всего за три дня», — сказал Чой.

Обращение мутации и возвращение белка COG обратно в растения быстро вернули их к жизни. «Как будто с ними ничего не случилось, когда мы обратили мутацию», — сказал Дехеш. «Эти ответы подчеркивают критическую важность белка COG и нормальной функции Гольджи в управлении стрессом», — добавил Чой.

Часть ажиотажа вокруг этого открытия заключается в том, что люди, растения и все эукариотические организмы имеют в своих клетках тельца Гольджи. Теперь растения могут служить платформой для изучения тонкостей роли Гольджи в старении человека. По этой причине исследовательская группа планирует дальнейшие исследования молекулярных механизмов, лежащих в основе результатов этого исследования.

«Наши исследования не только расширяют наши знания о том, как стареют растения, но также могут дать важные сведения о старении человека», — сказал Дехеш. «Когда белковый комплекс COG не работает должным образом, наши клетки могут стареть быстрее, точно так же, как мы наблюдали у растений, когда им не хватало света. Этот прорыв может иметь далеко идущие последствия для изучения старения и возрастных заболеваний.»