Для борьбы с вредными бактериями и грибками растения «включают» производство химических веществ и соединений, которые способны предотвращаться развитие опасных вирусов и штаммов. Новое исследование, проведенное Научным институтом Карнеги в Стэнфорде, показало, как производство защитного соединения растения, называемого камалексином, активируется на генетическом уровне, сообщает Producer.com 
 Канмэй Чжао, аспирант по биологии растений в университете, отметил, что защитные метаболиты, такие как камалексин, находятся в небольшом количестве в тканях здоровых растений. Но их производство быстро вырастает, когда растение подвергается нападению.
Камалексин относится к химической группе, называемой индольными алкалоидами, которые присутствуют в таких растениях, как горчица, капуста и брокколи. «Лекарство», вырабатываемое растениями, подавляет бактерии и грибы, разрушая их клеточные мембраны. Ученые попытались выявить механизм, который растения используют для производства камалексина и борьбы с патогенами.
Генетический материал клетки кодирует все необходимое для производства всех белков, необходимых клетке для эффективного функционирования.
«Представьте, что геном клетки - это огромная библиотека, каждый ген - это книга, а каждая хромосома - это полка», - пояснил Канмэй  Чжао. – «У клетки есть различные механизмы для быстрого поиска нужного ей гена в этом огромном массиве информации, чтобы его можно было транскрибировать и транслировать для создания кодируемого белка и реагирования на экологические стрессы и угрозы».
Между тем камалексин является токсичным веществом даже для самого растения. Следовательно, они должны защищать себя и избегать токсичности соединения. Содержание камалексина в растительной клетке чрезвычайно низко, когда растение здоровое. Но его концентрация быстро увеличивается перед лицом угрозы.
Чтобы гены, управляющие производством камалексина, были преобразованы в белки, их последовательности ДНК должны быть физически доступны. Эта доступность контролируется путем добавления или удаления химических групп или меток.
Защитная модификация помогает активировать или подавлять экспрессию гена и в совокупности называются хроматином. Иногда эти активирующие и подавляющие элементы присутствуют одновременно, создавая так называемый двухвалентный домен хроматина.
Исследователи обнаружили ранее не описанный тип двухвалентного хроматина, который сохраняет путь биосинтеза камалексина неактивным до тех пор, пока не появится сигнал патогена.
Они назвали это явление «кайростат» от греческого “кайрос”, что означает «в нужный момент», и «стат», что означает устройство.
«Кайростат находится в сбалансированном состоянии, когда растения растут в здоровой среде, которая поддерживается сосуществованием метки активации и метки подавления», - сказал Канмэй  Чжао. – «При таком сценарии биосинтез камалексина приостанавливается из-за присутствия репрессора. Когда растения подвергаются атаке, репрессор удаляется, и активатор становится более обильным, чтобы усилить быструю активацию выработки камалексина».
Исследователи планируют охарактеризовать все белки, участвующие в создании и удалении генетических меток, чтобы идентифицировать больше кайростатов и более четко понять их роль в реакциях окружающей среды и функциях растений.
Фото - pexels.com

---