_ Condens biomoleculari: hub-uri de reglementare pentru fierul din plante aprovizionare

Fierul este un micronutrient pentru plante. Biologii de la Institutul de Botanică de la Universitatea Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) descriu într-un studiu, care a fost publicat acum în Journal of Cell Biology, că proteinele de reglare pentru absorbția fierului se comportă deosebit de dinamic în nucleul celulei atunci când celulele sunt expuse la lumină albastră – un semnal important pentru creșterea plantelor. Ei au descoperit că proteinele distribuite inițial omogen s-au mutat împreună în „condensuri biomoleculare” în nucleul celulei la scurt timp după această expunere.

Atât deficiențele de fier, cât și excesele sunt problematice pentru plante. Au nevoie de micronutrient pentru fotosinteză și reacții enzimatice. Lipsa de fier duce la îngălbenirea plantelor și la reducerea creșterii, în timp ce un exces poate duce la deteriorarea celulelor. Prin urmare, trebuie să existe o absorbție bine echilibrată a fierului pentru a asigura o viață sănătoasă a plantei.

Odată ce planta are o deficiență de fier, o cascadă de semnalizare este activată și mai mult fier este preluat prin rădăcini. Proteinele care reglează anumite gene (așa-numiții factori de transcripție) joacă un rol important în acest proces.

O echipă de cercetare de la Institutul de Botanică din HHU condusă de profesorul dr. Petra Bauer a examinat localizarea celulară a factorii de transcripție implicați în absorbția fierului, concentrându-se în special pe un factor de transcripție esențial din cascada de semnalizare a fierului numită „FIT”.

Până în prezent, s-au efectuat foarte puține cercetări în ceea ce privește unde în nucleu sunt factorii de transcripție. apar în celula vegetală. Cu toate acestea, cunoașterea acestui lucru ar ajuta la înțelegerea funcției proteinei. Dacă localizarea se poate schimba este de asemenea relevant, deoarece aceasta poate face parte dintr-un mecanism de reglare care acționează asupra proteinei.

Studiul a constatat că FIT este o proteină dinamică care se poate localiza în subcompartimente fără membrană. — așa-numitele condensate biomoleculare — în interiorul celulei. Autorii consideră aceste subcompartimente hub-uri de reglementare care permit platforme flexibile spațial și temporal pentru semnalizare și interacțiune.

Biologii au descoperit că FIT se acumulează în mod specific în condensate în nucleul celulei atunci când celulele plantei au fost expuse la albastru. ușoară. Ei au examinat lumina albastră în special, deoarece este un semnal important de mediu pentru plantă și asimilarea fierului.

Formarea de condensate a anumitor proteine ​​reglate de lumină a fost deja descrisă. Condensurile biomoleculare apar atunci când complexele proteice se acumulează local. Cu toate acestea, nu era cunoscută anterior o legătură cu componente relevante pentru fiziologia nutrițională, cum ar fi FIT. Nu era clar dacă condensatele FIT pot contribui la organizarea și eficiența proceselor celulare.

În acest scop, cercetătorii de la Düsseldorf au examinat mai detaliat interacțiunile dintre FIT și alte proteine ​​din condensatele nucleare. Ei au descoperit că nu numai transcripția, ci și reglarea ARNm - adică a secțiunilor de material genetic care sunt citite din ADN pentru a controla procesele - poate avea loc în condensate.

„Pentru prima dată , am observat acumulări de proteine ​​FIT sub formă de condensate în timpul lucrului de laborator la un proiect de modul de master, ceea ce a pus întrebarea simplă de ce este așa”, spune autorul principal dr. Ksenia Trofimov (acum Krooß). Acesta a fost începutul unui proiect de cercetare major.

„Când am văzut formându-se aceste condensuri, abia aveam idee despre care ar putea fi funcția, deoarece tema de cercetare a condensurilor tocmai iesea la iveală în domeniul plantelor. Întrebarea inițială a dat naștere mai întâi lucrării mele de master, iar apoi tezei mele de doctorat.”

Profesorul Bauer adaugă: „Această muncă a condus la un nou aspect în nutriția plantelor. Acum trebuie să explorăm în continuare modul în care aceste condensate sunt integrate în cascadele de semnalizare ale absorbției fierului și cum sunt indicii de mediu, cum ar fi lumina. capabil să controleze absorbția fierului într-un mod rapid și dinamic.”

(Fluierul)