Растения, похоже, занимаются самолечением, вырабатывая собственный аспирин при стрессе

Вы, наверное, тянетесь за обезболивающим при головной боли, и, похоже, растения делают нечто подобное: в стрессовых ситуациях, связанных с опасностями, окружающими их, растения способны вырабатывать собственный аспирин.

В новом исследовании более подробно рассматривается этот особый механизм самозащиты растений, а также то, как регулируется производство активного метаболита аспирина - салициловой кислоты. 

Если салициловая кислота веками использовалась людьми в качестве средства от боли и воспаления, то в растениях она играет фундаментальную роль в сигнализации, регуляции и защите от патогенов.

Вырабатываемая в хлоропластах (крошечных зеленых органеллах, в которых происходит процесс фотосинтеза), она обычно вырабатывается в ответ на стресс.

"Это похоже на то, как растения используют болеутоляющее средство от боли, точно так же, как и мы", - говорит биолог растений Вильгельмина ван де Вен из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR).

Чтобы лучше понять сложную цепь реакций, которые растения выполняют в стрессовой ситуации, Ван де Вен и ее команда провели биохимический анализ растений, мутировавших для блокирования действия ключевых сигнальных путей стресса.

Стрессы окружающей среды вызывают образование реактивных видов кислорода (ROS) во всех живых организмах. Одним из примеров, с которым вы можете быть знакомы, является солнечный ожог кожи, если вы слишком долго находитесь под прямыми солнечными лучами без солнцезащитного крема.

В случае с растениями к таким стрессам относятся недружелюбные насекомые, засуха и чрезмерная жара. Хотя высокие уровни ROS в растениях могут быть смертельными, меньшие количества выполняют важную защитную функцию - и поэтому их регулирование имеет ключевое значение.

Исследователи использовали роккресс или арабидопсис в качестве модельного растения для экспериментов. Они сосредоточились на молекуле раннего предупреждения под названием MEcPP, которая также была обнаружена у бактерий и малярийных паразитов.

Похоже, что когда MEcPP накапливается в растении, она вызывает химическую реакцию и ответную реакцию, которая включает салициловую кислоту.

Эти знания могут помочь нам в будущем модифицировать растения, чтобы они были более устойчивы к вредным воздействиям окружающей среды.

"На несмертельных уровнях ROS подобны экстренному призыву к действию, позволяя вырабатывать защитные гормоны, такие как салициловая кислота", - говорит генетик растений Цзинь-Чжэн Ванг из UCR. "ROS - это обоюдоострый меч".

"Мы хотели бы иметь возможность использовать полученные знания для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур. Это будет иметь решающее значение для обеспечения продовольствием в нашем все более жарком, ярком мире".

Мы еще многого не знаем о молекуле MEcPP и ее функциях, но понимание того, как работает этот механизм, может помочь ученым использовать его в своих целях: производить растения, которые лучше справляются со стрессами и штаммами.

Мы знаем, что растения, как и животные, испытывают все большее давление со стороны потепления климата, и неясно, сколько видов смогут выжить, если средняя температура будет продолжать расти.

Как отмечают исследователи, стрессы, рассмотренные в данном исследовании - реакция на высокую температуру, постоянный солнечный свет и недостаток воды - все это испытывают растения в мире прямо сейчас... и, конечно, если растения в беде, то и мы тоже.

"Это воздействие выходит за рамки нашей пищи", - говорит молекулярный биохимик Катаюн Дехеш из UCR.

"Растения очищают наш воздух, поглощая углекислый газ, дают нам тень и обеспечивают среду обитания для многочисленных животных. Выгода от повышения их выживаемости экспоненциальна".

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.