Наука

Kako seme stvara hranu, dekodira se energija u ranoj fazi razvoja

Prema studiji, kada seme biljaka dođe u kontakt sa vodom, neki od njihovih unutrašnjih hemijskih procesa za proizvodnju hrane i energije uspostavljaju se za nekoliko minuta.

biljno seme, biljne hemikalije u preradi hrane, sinteza biljne hrane, hemijski proces biljne hraneIako su biljne hemikalije intenzivno istraživane, ne zna se mnogo o procesima koji čine energiju dostupnom u semenu. (Reprezentativna slika: Pixabay/kaboompicks)

Kada seme biljaka dođe u kontakt sa vodom, neki od njihovih unutrašnjih hemijskih procesa za proizvodnju hrane i energije uspostavljaju se za nekoliko minuta, prema studiji koja može dovesti do efikasnijih poljoprivrednih praksi. Istraživači, uključujući i one sa Univerziteta u Minsteru u Nemačkoj, rekli su da rani rast i razvoj semena kontroliše nekoliko biljnih hormona.



Iako su ove biljne hemikalije intenzivno istraživane, rekli su, ne zna se mnogo o procesima koji čine energiju dostupnom u semenu i onima koji pomažu da se efikasno pokrene rana proizvodnja hrane. Sadašnja studija, objavljena u časopisu PNAS, procenjuje i energetski metabolizam i takozvane redoks hemijske puteve, koji se oslanjaju na sumpor.

Otkrio je molekule unutar semena koji se aktiviraju kako bi se omogućilo efikasno oslobađanje energije, pri čemu su neki kontrolni molekuli u redoks reakcijama sumpora igrali centralnu ulogu.



Kao deo studije, naučnici su vizualizovali pod mikroskopom molekul adenozin trifosfata (ATP) — opštu valutu za energiju u ćeliji — i drugi molekul, nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH), u mitohondrijama.



Oni su uporedili seme thale kresa - i suvo seme i seme natopljeno vodom. Da bi saznali da li su redoks putevi važni za razvoj semena, tim je deaktivirao specifične proteine ​​koristeći genetske metode, a zatim uporedio reakciju koju su pokazale modifikovano seme sa reakcijom nemodifikovanih.

Oni su uporedili seme thale kresa - i suvo seme i seme natopljeno vodom. (Reprezentativna slika: Pixabay/wikimediaimages)

Naučnici su dozvolili da seme veštački stare u laboratoriji i otkrili su da je seme klijalo mnogo manje aktivno ako im nedostaju ovi proteini. Zatim su ispitali relevantne redoks proteine ​​tako što su izolovali aktivne mitohondrije i brzo ih zamrznuli kako bi proučili gde se proces odvija.

Koristeći biohemijske metode, istraživači su identifikovali nekoliko malih proteina važnih za efikasnost resursa u energetskom metabolizmu.

Proces bi se mogao uporediti sa sistemom kontrole saobraćaja velikog grada. Pre nego što počne špic – odnosno klijanje – koji stavlja velike količine metabolita „na put“, semafor i sistemi za rutiranje moraju biti uključeni ujutru; a ovde to rade tiol redoks prekidači, objasnio je vodeći autor studije Tomas Nicel sa Univerziteta u Minsteru.

Prema istraživačima, nalazi bi mogli biti od značaja u poljoprivredi, kada seme s jedne strane treba da zadrži klijavost što je duže moguće, ali i da klija sa minimalnim gubicima.

Gledajući u vrlo rane procese kontrole klijanja, možemo bolje razumeti mehanizme koji pokreću klijanje semena. U budućnosti bismo mogli razmišljati o tome kako bi se takvi prekidači mogli koristiti u biotehnologiji useva, rekao je koautor studije Markus Schwarzlander sa Univerziteta u Minsteru.