Рослини воюють одна з одною молекулярно-генетичною зброєю
Територіальна поведінка асоціюється у нас лише з тваринами. Наприклад, з кішками: відразу уявляєш собі двох котів, що стали в театральні пози і несамовито кричать один на одного - один, значить, чужинець, і зайшов на свою територію. Те ж саме можна побачити у безлічі інших видів, уї звірів, і амфібій, рептилій і комах. Але багато хто напевно б здивувався, якби їм сказали, що можуть захищати те місце, де вони ростуть, від небажаних сусідів. Біологам же це давно відомо: дерева, трави і кущі, звичайно, не б`ються гілками і не бігають ділянкою, проте вони мають хімічні способи впливу на конкурентів - різноманітні речовини, які шкодять несподіваному гостю.
Властивість одних організмів виділяти хімічні сполуки, які гальмують чи пригнічують розвиток інших, називають алелепатією. Хоча вона відома не тільки у рослин, а й у мікроорганізмів, у грибів, у тварин, механізм її у багатьох випадках залишається загадковою. Зараз вже відомі багато різних молекул, які рослини виділяють у ґрунт через коріння; тут вони руйнуються або видозмінюються бактеріями, продукти бактеріальної хімічної роботи всмоктуються кореневою системою конкурента, після чого у того, наприклад, зупиняється зростання.
Дослідники з Тюбінгенського університету та Інституту біології розвитку Товариства Макса Планка вирішили з`ясувати, як діють циклічні гідроксамові кислоти, що виділяються деякими видами трав – продукти деградації цих кислот відомі своєю фітотоксичністю. Виявилося, що вони пригнічують роботу гістонових деацетилаз, спеціальних ферментів, які керують активністю безлічі різних генів. Відомо, що ДНК у клітинному ядрі знаходиться в комплексі з пакувальними білками - гістонами, і активність тієї чи іншої ділянки ДНК, активність записаних у ньому генів залежатиме від того, наскільки щільно він пов`язаний з гістонами (якщо упаковка слабка, то з ДНК зможуть працювати молекулярні машини, що займаються синтезом матричної РНК для білкового синтезу). Щільність ДНК-гістонової упаковки залежить від модифікацій самих гістонів, і тут стає зрозуміло, як інші ферменти, ацетилази та деацетилази, впливають на роботу генів: приєднуючи ацетильну групу до гістонів, ацетилази роблять упаковку ДНК більш рихлою - гени активуються- деацетилу упаковка більш щільна - і гени відключаються.
Тепер згадаємо про циклічні гідроксамові кислоти, точніше, про продукти їх перетворення на ґрунті. Потрапивши до клітин чужої рослини, вони пригнічують роботу деацетилаз – відповідно, активність генів різко зростає. Саме тому у конкурента починаються проблеми зі зростанням. Відбувається так, очевидно, тому, що гени активуються без розбору, баланс між ними порушується, і через безлад на генетичній «кухні» рослині стає погано. Щоправда, залишається питання, чому рослини-господарі не страждають від власної хімічної (або краще сказати, молекулярно-біологічної) зброї.
Поки що це перший випадок, коли вдалося досить повно розкрити молекулярний механізм рослинної алелепатії, хоча, треба думати, прогрес тут не змусить довго чекати: по-перше, на основі таких речовин можна створити більш-менш виборчі гербіциди, що зупиняють зростання бур`янів і шкідливих. інвазивних видів, а по-друге, їм можна було б знайти застосування в медицині – впливаючи на структуру ДНК-білкових комплексів, подібні молекули могли б пригнічувати зростання пухлин. І це не така вже фантазія - з одного боку, гістонові деацетилази і так вже використовуються як протиракові препарати, а з іншого боку, за словами самих дослідників, в їх експериментах похідні гідроксамових кислот дійсно пригнічували ріст людських ракових клітин.
Кирило Стасевич
https://www.nkj.ru/
