У растений впервые обнаружены белки, способные принимать устойчивые аномальные конформации. Ученые, работа которых опубликована журналом Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предполагают, что такие прионы могут помогать растению «запоминать» события прошлого.
Прионы могут принимать аномальную и чрезвычайно устойчивую пространственную структуру. Появление такого белка запускает процесс «неправильной упаковки» и у других аналогичных молекул, приводя к разрастанию плотных амилоидных бляшек и гибели клетки. Этот механизм лежит в основе развития некоторых опасных и неизлечимых болезней у людей, животных и грибов. Однако у растений прионы до сих пор не были обнаружены.
Исследователи Массачусетского технологического института из команды Сюзан Линдквист (Susan Lindquist) провели поиск таких белков у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Им удалось обнаружить около 500 кандидатов, содержащих близкие к прионным домены. Гены трех из них были перенесены в клетки дрожжей и действительно привели к появлению у них плотных амилоидных образований.
Наибольший интерес ученых привлек белок LD (Luminidependens), участвующий в контроле над процессами цветения. Рассуждая о возможном биологическом значении способности LD к формированию аномальной третичной структуры, авторы отмечают, что прионы – вовсе не абсолютное зло. Например, у тех же дрожжей они могут играть важную роль в «запоминании» и наследовании адаптаций к изменчивым условиям среды, а у дрозофил – стабилизировать синапсы, участвуя в формировании памяти. По мнению Сюзан Линдквист и ее коллег, LD в растениях может выполнять схожую роль.
Цветение многих из них начинаться лишь при сочетании ряда внешних факторов – скажем, после нескольких недель холодной погоды. Переходя в прионную конформацию, LD может позволять растению «запоминать» эти события и координировать сложные процессы, запускающие цветение. Впрочем, эта гипотеза еще не подтверждена — пока неизвестно, может ли LD и другие подобные белки быть полноценными прионами в самом растении, а не в дрожжах. Чтобы показать это, необходимо изучить их конформации в растительной клетке.
Роман Фишман