Вчені виділили ген, що відповідає за накопичення масла в клітинах рослин
Вчені виділили ген, що відповідає за накопичення масла в клітинах рослин. Завдяки цьому можна буде генетично модифікувати рослини, перетворивши їх на невичерпне джерело біопалива.
Біологи з'ясували, що процес формування крапель олії в тканинах рослин залежить від рівня активності гена DWF5 в їх клітинах. Це відкриття дозволить створити рослини, чиє листя або насіння будуть особливо багаті маслом, пише ТАСС з посиланням на статтю в науковому журналі Nature Communications.
«Ми багато років намагалися створити рослини, листя яких були б дуже багаті жирами. Справа в тому, що листя зазвичай не накопичують жирів, проте їх значно більше, ніж насіння, з яких зазвичай видобувається масло. Відповідно, якщо ми змусимо листя вести себе аналогічним чином, то отримаємо майже невичерпне джерело біопалива», - розповів один з авторів роботи, науковий співробітник Брукхейвенской національної лабораторії (США) Сюй Чанчен.
Головним джерелом рослинних олій служать насіння соняшнику, сої, ріпаку, льону, плоди оливкових дерев і олійних пальм. Одержувані з них жири рослинного походження використовують як в харчовій промисловості, так і для отримання біодизельного палива, а також в різних промислових цілях.
Останні роки вчені намагаються з'ясувати, як рослини виробляють молекули різних жирних кислот і транспортують їх в зростаючі насіння і плоди, де вони запасаються у вигляді мікроскопічних крапель олії. Якщо механізми їх утворення вдасться з'ясувати, вчені зможуть відтворити цей процес в будь-яких інших тканинах рослин. Завдяки цьому можна буде виробляти рослинні масла у великій кількості.
Сюй Чанчен і його колеги зробили великий крок до вирішення цього завдання. В ході свого недавнього дослідження вони вносили випадкові зміни в структуру генів, які імовірно пов'язані з транспортуванням і синтезом жирних кислот. Вчені відстежували, як ці мутації впливали на розміри і число крапель жиру. Свої експерименти фахівці проводили на саджанцях арабідопсису - близького родича капусти, в насінні якого міститься досить багато масла.
Біологи виявили, що якщо вносити мутації в ген DWF5, кількість і обсяг крапель жиру в насінні арабідопсису і в інших тканинах рослин різко зменшується. Ця ділянка ДНК відповідає за виробництво молекул ферменту, пов'язаного з переробкою певних типів молекул стеринів, таких як ситостерин або кампестерин. Вони складають основу клітинної мембрани рослин, а до числа їх тварин аналогів відноситься холестерин.
Подальше дослідження показало, що молекули тих різновидів стеринів, з якими взаємодіє фермент DWF5, також відіграють важливу роль у формуванні запасів жиру в клітинах рослин. Вчені припускають, що вони являють собою своєрідний «якір», до якого прикріплюються молекули жирних кислот при утворенні крапель олії в тій частині клітини, яка відповідає за складання і упаковку всіх складних молекул.
Як сподіваються дослідники, подальші досліди з геном DWF5 і пов'язаними з ними молекулами стеринів розкриють точну роль цих речовин в утворенні крапель жирних кислот. Розуміння цього дозволить вченим знайти спосіб прискорити накопичення масла в листі та інших частинах рослин, які ростуть значно швидше, ніж це роблять насіння і плоди сільгоспкультур, що застосовуються у виробництві біопалива і масла.
Також читайте: