Vašingtonas. Amerikiečių mokslininkai atrado galimybę paveikti augalų genetiką taip, kad jie augtų ir žaliuotų pavėsyje. Šis proveržis galėtų padėti vystyti žemės ūkį nepalankiose klimatinėse sąlygose.

Šviesa įtakoja beveik kiekvieną augalo augimo ir vystymosi aspektą. Jie geba jausti šį aplinkos veiksnį, taip pat temperatūrą, dėka baltymo, vadinamo fitochromu B. Baltymas perduoda į ląstelę informaciją apie šviesą ir keičia augalo augimą, tačiau neturi tiesioginio poveikio DNR. Jis veikia per aštuonių baltymų kompleksą, vadinamą PIF. Kai šviesa sužadina fitochromą B, jis tiesiogiai slopina PIF aktyvumą.

Tyrimo autorius botanikos profesorius Meng‘as Chen‘as (Mengas Šenas) iš Kalifornijos universiteto (JAV), palygino PIF su virėjais restorane. Galima atsisakyti pusės darbuotojų ir sumažės darbo produktyvumas. Galima išsaugoti visus virėjus, tačiau surišti jiems rankas, ir rezultatas bus panašus. 

Mokslininkai taip pat nustatė dar vieną pagrindinį komponentą, atsakingą už reakciją į šviesą. Jie išskyrė dvi PIF dalis: vieną, kuri jungiasi prie genų, ir kitą, kuri įtakoja skirtingas augalo funkcijas, tokias kaip augimas ir žydėjimas. Šio tyrimo metu pirmą kartą augalų ląstelėse buvo nustatyta tiksli šio aktyvatoriaus vieta, skelbiama leidinyje „Nature Communications“. 

Šiuo tikslu botanikai susmulkino baltymą iki amino rūgščių ir tyrė, kaip kiekviena iš jų gali suaktyvinti genus. Norėdami gauti daugiau informacijos, tyrėjai pakeisdavo kai kurias PIF amino rūgštis, kurias spėjo esant aktyvatoriais, ir stebėjo augalų reakcijas. 

Paaiškėjo, jog atrasta PIF dalis panaši į žmonių naviką slopinantį baltymą. Pasak prof. Meng‘o Chen‘o, pagrindiniai augalų, mielių ir gyvūnų ląstelių genų aktyvinimo mechanizmai yra labai panašūs vienas į kitą. 

Viena didžiausių priežasčių, kodėl mokslininkai tiria šią sritį, yra galimybė manipuliuoti. Manoma, kad ateityje pavyktų „įjungti“ ir „išjungti“ su šviesa ir temperatūra susijusius augalų genus, kas būtų naudinga pasėlių augintojams.

Derlingumo didinimo strategija remiasi idėja vieno hektaro plote išauginti kuo daugiau augalų. Tačiau pasodinus kultūras per arti viena kitos, augalai reaguoja į šešėlį, konkuruoja tarpusavyje, stiebiasi link šviesos, bet nebūtinai didina lapų ar sėklų augimą. O ūkininkams reikia, kad augtų naudingos augalų dalys, o ne stiebai. Jei veši optimali lapija, užtikrinami fotosintezės procesai ir maisto medžiagų gamyba veikiant saulės spinduliams. Mokslininkai spėja, jog privertus augalus nereaguoti į šešėlį pavyktų gauti didesnį derlių tame pačiame dirvos plote.

Prof. Meng‘o Chen‘o vadovaujama tyrėjų komanda įrodė, jog sumažinus PIF baltymų aktyvumą sulėtėja stiebo augimas. Augalai auga žemesni, tačiau gali žydėti, brandinti vaisius ir sėklas net pavėsyje. Tai yra pirmas žingsnis siekiant kontroliuoti augalų reakciją į šviesą ir temperatūrą bei paversti tolerantiškesnius klimato kaitai.

MŪ inf.