Hur växter förändrar sig för att bli gröna
Så snart energitillgången i ett frö tagit slut växlar plantan om till den gröna fotosyntesen. (Foto: Jesse Woodson/Salk Institute for Biological Studies)


Gener inuti växtens kloroplast, den struktur som innehåller det fotosyntetiska pigmentet klorofyll, hjälper en outvecklad växt att börja sin fotosyntes, enligt en studie som publicerades i majnumret av tidskriften Current Biology.

Forskare i Kalifornien vid Salk Institute for Biological Studies har avslöjat hur de här signalerna vidarebefordras.

”När en växt grundar sin fotosyntetiska livsstil behöver den aktivera flera tusen gener i kärnan”, sade Joanne Choary, ledare för teamet, i ett pressmeddelande.

”En av signalerna till att göra detta kommer från organellen som sköter fotosyntesen, vilken kallas kloroplasten. I den här studien identifierade vi den här signalmolekylen som en hemegrupp.

Hemegruppen är en kofaktor i ett flertal biokemiska processer hos växter och djur och fungerar till exempel som hemoglobins syrebärande komponent i röda blodkroppar.

Forskarna använde växten backtrav, Arabidopsis thaliana, i sitt arbete eftersom den växer snabbt och enkelt, eftersom dess arvsmassa redan har kartlagts och den kan manipuleras genetiskt.


När växter hamnar i stressiga situationer, som när de utsätts för växtgifter, stängs de gener som kontrollerar fotosyntesen av vilket leder till att växterna får ett blekt utseende. (Foto: Jesse Woodson/Salk Institute for Biological Studies)

När växter hamnar i stressiga situationer, som när de utsätts för växtgifter, stängs de gener som kontrollerar fotosyntesen av vilket leder till att växterna får ett blekt utseende. (Foto: Jesse Woodson/Salk Institute for Biological Studies)

De fann att en gen i genetiskt modifierade växter syntetiserar enzymet ferrochelatas 1 (FC1), och att växter med den här genen producerar för mycket FC1, vilket behövs för att syntetisera hemegrupper. Överskott på hemer kan leda till att fotosyntesrelaterade gener uttrycks.

”Hemer är sannolikt den signal som sänds från en frisk kloroplast till kärnan och som säger att det är dags att producera de proteiner som krävs för fotosyntesen”, sade Jesse Woodson, en av författarna, i pressmeddelandet.

De här upptäckterna
hjälper till att förklara hur små växter växer till, genererar kloroplast och upptar solljus för att bli en fotosyntetisk organism.

”Att förstå hur växter koordinerar genuttryck mellan kloroplasten och kärnan kommer till slut att öka skörden på fälten, där växterna ofta stöter på mycket påfrestning under växtsäsongen”, sade Chory.

Översatt från engelska