Японские агрономы выяснили, каким образом некоторые растения из семейства тыквенных поглощают вредные вещества в свои плоды. Главным фактором является уникальный белок, который переносит токсины вместе с растительным соком.
Тыквы, цуккини, кабачки и другие представители тыквенных обладают уникальной способностью накапливать опасные соединения из почвы в съедобных частях. Исследователи Университета Кобе провели масштабное исследование, выяснив причины этого феномена, как сообщает ScienceDaily.
В ходе исследования было установлено, что некоторые растения активно накапливают тяжелые металлы и другие токсичные элементы, что делает урожай небезопасным для человека. «Эти загрязняющие вещества сложно расщепляются и, следовательно, опасны для здоровья людей, употребляющих такие плоды. Интересно, что другие растения не обладают подобной способностью, поэтому меня заинтересовало, почему именно эта группа имеет такую характеристику», — замечает агроном Инуи Хидэюки.
Предыдущие исследования под руководством профессора Инуи показали, что в тыкве содержится специфический белок, который связывает токсичные компоненты и пропускает их в ткани. Последние научные работы продемонстрировали, что структура этих белков и сила их взаимодействия с токсинами определяют объем поступления последних в надземные части растения.
«Белки подобного типа присутствуют у множества других растений, и среди представителей тыквенных семейств также наблюдаются различные уровни восприимчивости к загрязнению. Наш эксперимент показал, что у сортов, которые сильнее накапливают токсины, уровень содержания белков в соке значительно выше», — поясняет эксперт. Это открытие побудило ученых изучить механизмы секреции белков в растительный сок.
По словам Инуи, тип белка, отвечающий за активное накопление токсичных веществ, выделяется из клеток в сок растения, в то время как другие разновидности этого белка остаются внутри клеток. Небольшие изменения в структуре аминокислотной последовательности белка служат своего рода сигналом для клетки, определяющим, останется ли белок внутри нее или выйдет наружу.
Чтобы подтвердить свои выводы, ученые внедрили высоконакапливающий белок в генетически измененные растения табака. Получившиеся модифицированные растения начали точно так же переносить белок в сок, что окончательно подтвердило механизм. Это значит, что лишь белки, способные покидать пределы клетки, могут свободно перемещаться по тканям растения и достигать листьев и плодов. То есть способность растения удерживать токсичные вещества зависит от особенностей синтеза белков и их распределения.
Понимание процессов накопления токсинов поможет сделать сельское хозяйство безопаснее в будущем. Управляя активностью соответствующих белков с помощью методов генной инженерии, можно изменить их способность связываться с загрязняющими веществами или направлять их в растительные соки. В результате возможно создание сортов растений, которые не будут накапливать вредные химические компоненты в своих съедобных частях.
Фото: hi-tech.mail.ru