Газообразные сигнальные молекулы в действии: Этилен и его партнёры в ходе роста и ответа растений на стресс

81-е Тимирязевское чтение, д.б.н. Г.В. Новикова

Находясь в постоянном контакте с изменяющимися условиями окружающей среды, растения синтезируют фитогормоны, которые позволяют им быстро реагировать на эти изменения. Газообразный классический фитогормон этилен производится в ответ на многочисленные стрессы. Роль этилена в защитных реакциях на патогены широко признана, а недавние исследования растений Arabidopsis и нескольких видов сельскохозяйственных культур выдвигают на первый план этилен как ключевой регулятор роста органов и урожайности при абиотическом стрессе.

Одним из наиболее интригующих аспектов, находящихся под пристальным вниманием, является расширение и охват участия газотрансмиттеров в контроле окислительно-восстановительного баланса клеток и гормон-регулируемых, точнее, этилен-регулируемых процессов.

Десять лет назад термин газотрансмиттер или «газообразный передатчик» начали применять для сероводорода (H₂S) – одной из трёх наиболее важных газообразных молекул вместе с оксидом азота (NO) и окисью углерода (CO) – в регуляции основных характеристик, связанных с гормон-регулиуемыми процессами. Тогда как сейчас этот термин используется как для NO, так и СО.

Эти эндогенно генерируемые газообразные молекулы могут усиливать или ослаблять действие друг друга посредством изменения активности специфических ферментов, участвующих в их путях биосинтеза, или взаимодействовать между собой напрямую. Они могут иметь схожие характеристики, поскольку различные компоненты, вовлечённые в передачу их сигналов, могут быть общими для газотрансмиттеров и гормонов. Последний аспект подчеркивает потенциальное существование дополнительных функций газотрансмиттеров и указывает на определенный уровень функциональной избыточности, обеспечивающей поддержание клеточного метаболизма даже при угрожающих условиях окружающей среды.

В лекции будут рассмотрены механизмы взаимодействия газотрансмиттеров, в частности NO, с компонентами пути передачи сигнала этилена, поскольку функционирование последнего определяет становление ответа растений как при стрессе, так и в отсутствие действия стрессоров.