Убийца голода: учёные нашли ключ к бесконечному урожаю

Недавно учёные выяснили, что природное соединение итаконат, известное своей ролью в защите животных от вирусов и воспалений, также оказывает значительное влияние на рост растений.

Фото: commons.wikimedia.org by Mardanovaes, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Биофабрика из растения

На снимках видно, что кукуруза, обработанная этим метаболитом, вырастает заметно выше по сравнению с необработанными растениями.

Итаконат, который образуется в процессе преобразования пищи в энергию, хорошо изучен в животном мире, однако его функции в растениях до сих пор оставались загадкой.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с коллегами из Стэнфордского университета, Пекинского университета, Института науки Карнеги и Национального автономного университета Мексики провели первое масштабное исследование, посвящённое роли этого вещества в растительном мире. С помощью методов химической визуализации и анализа они не только подтвердили присутствие итаконата в растениях, но и установили его важность для их развития.

Как отметил руководитель исследования, доцент кафедры клеточной биологии и биологии развития Джаз Дикинсон, итаконат активно вырабатывается в растениях, особенно в клетках, находящихся в стадии роста. Он рассказал, что полив кукурузы этим метаболитом привёл к увеличению высоты рассады, что вдохновило команду на дальнейшее изучение взаимодействия итаконата с растительными белками.

Результаты работы, опубликованные 6 июня 2025 года в журнале Science Advances, частично финансировались Национальным научным фондом и Национальными институтами здравоохранения. В ходе исследования с использованием масс-спектрометрии учёные подтвердили, что растения способны производить итаконат. Совместно с биохимиками, изучающими это соединение, они описали, как оно взаимодействует с белками в растениях, в частности, в арабидопсисе — представителе семейства капустных.

Дальнейший анализ показал, что итаконат участвует в ключевых процессах растительной физиологии, включая основной метаболизм и защиту от стресса, вызванного кислородом. Учёные считают, что использование природных свойств этого метаболита вместо синтетических химикатов может стать безопасным способом повышения урожайности сельскохозяйственных культур, что особенно важно для обеспечения продовольствием растущего населения планеты.

Дикинсон также подчеркнул, что понимание механизмов действия итаконата в растениях может открыть новые перспективы для улучшения роста сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза. Кроме того, он выразил надежду, что более глубокое изучение связей между биологией растений и животных поможет разработать инновационные решения, полезные как для флоры, так и для человека.

Поскольку итаконат присутствует и в человеческом организме, результаты исследования могут пролить свет на его роль в процессах роста и развития человека, добавляя ещё одну грань к значимости этого открытия.

Уточнения

Сан-Дие́го — город на юго-западе США на берегу Тихого океана близ границы с Мексикой, административный центр округа Сан-Диего в штате Калифорния.