Исследование показало, что производство липидов в растениях связано с сотрудничеством двух органелл.
Пара исследователей из RIKEN обнаружила два фермента, которые нужны растениям, чтобы заставить масла жить в разных органеллах. Это открытие поможет информировать об усилиях по настройке метаболизма растений для увеличения производства ими масел, которые, среди прочего, можно использовать в качестве биотоплива.
Мембранные липиды не только образуют строительные блоки для клеточных мембран растений, но и являются предшественниками масел, хранящихся в семенах. Таким образом, они привлекают внимание в исследованиях, направленных на изменение метаболизма растений для увеличения производства масел, пригодных для промышленного использования.
«Масло является основным запасным липидом семян и важно не только для роста растений , но и в качестве сырья для различных промышленных продуктов, включая биодизель», — объясняет Юки Накамура из Центра исследования устойчивых ресурсов RIKEN (CSRS). «Поскольку масла получают из сахаров, образующихся из углекислого газа в атмосфере в результате фотосинтеза в растениях, ожидается, что исследования липидов будут способствовать биопроизводству, которое поможет создать общество с низким уровнем выбросов углерода».
Масла образуются в эндоплазматическом ретикулуме — крупной структуре растительных клеток, выполняющей множество функций. Ключевой этап синтеза липидов катализируется ферментом, известным как фосфатаза фосфатидной кислоты. Он имеет около дюжины различных форм, которые имеют немного отличающиеся последовательности аминокислот, но неизвестно, какие из этих форм необходимы для синтеза липидов.
Теперь Накамура и Ван Нгуен, также из CSRS, показали, что две формы фосфатазы фосфатидной кислоты, LPPα2 и LPPα1, необходимы для образования липидов в кресс-салате. Исследование опубликовано в The Plant Cell.
Когда исследователи удалили гены, кодирующие LPPα2 и LPPα1, получившиеся растения не выжили.
Удивительно, но исследователи обнаружили, что формы не находятся в одних и тех же органеллах: LPPα2 находится в эндоплазматическом ретикулуме, тогда как LPPα1 находится поблизости в хлоропластах — месте, где происходит фотосинтез. «Имеет смысл, что один фермент находится в эндоплазматическом ретикулуме , потому что именно там происходит путь, но мы еще не знаем, почему другой фермент находится в хлоропластах», — комментирует Накамура.
Это открытие означает, что две органеллы должны взаимодействовать друг с другом, чтобы производить липиды — это то, что Накамура стремится исследовать в будущем.
Это открытие особенно порадовало Накамуру, поскольку оно отвечает на вопрос, который у него возник при защите докторской диссертации. около 15 лет назад. «Я очень доволен этим открытием, потому что оно разрешает вопрос, который не давал мне покоя в течение очень долгого времени», — говорит он.
