Исследование с участием ученых из Йоркского университета предполагает, что этот сигнал может предоставить растению важную информацию о количестве сахара, доступного в сумерках, и, следовательно, о том, как настроить метаболизм, чтобы продержаться ночь. Растения используют солнечный свет для производства собственных сахаров в результате фотосинтеза в течение дня и накапливают их, чтобы обеспечить энергию в течение ночи.
Способность предсказывать восход солнца и оценивать продолжительность ночи и соответственно точно настраивать метаболизм имеет решающее значение для выживания растений и максимального роста. Это зависит от биологического хронометра, называемого циркадными часами, который представляет собой колеблющуюся генную сеть, которая управляет ритмами около 24 часов.
Доктор Майк Хейдон, ранее работавший с факультета биологии Йоркского университета, а ныне работающий в Мельбурнском университете, сказал:
Мы думаем, что этот метаболический сигнал действует скорее как установка будильника перед сном, чтобы гарантировать выживание растения.Растения должны координировать фотосинтетический метаболизм с повседневной средой и адаптировать ритмическую физиологию и развитие в соответствии с доступностью углерода.
Чтобы понять, как сахар изменяет циркадные часы, исследователи измерили экспрессию генов в проростках, изменяя фотосинтез или поставку сахара. Они обнаружили набор генов, которые, как известно, регулируются химическим соединением, супероксидом, молекулой, связанной с метаболической активностью. Большинство этих генов активны в вечернее время, в том числе ключевые гены, отвечающие за циркадные часы. Они обнаружили, что, подавляя выработку супероксида, они также подавляют действие сахара на эти гены циркадных часов в вечернее время.
Профессор Ян Грэм из Центра новых сельскохозяйственных продуктов Департамента биологии добавил:
Различить эффекты света и сахара на фотосинтетические клетки непросто. Наши данные предполагают новую роль супероксида как ритмического сигнала, связанного с сахаром, который действует вечером и влияет на экспрессию и рост циркадных генов.
Исследования проводились на арабидопсисе (кресс-салате), небольшом цветковом растении, родственном капусте и горчице.
