Bei Tieren könnten DNA-Schäden zu Krebs führen. Obwohl Pflanzen lange Zeit ohne Krebs leben, wird ihr Wachstum immer wieder durch viele Umweltfaktoren wie Strahlung, Salzgehalt, Schwermetalle und Überschwemmungen beeinträchtigt, die zu DNA-Schäden führen und die Pflanzenproduktion beeinträchtigen können.
Wie schützen sich Pflanzen vor DNA-Schäden? Eine Antwort auf diese Frage gibt ein Forschungsteam des Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS). Sie identifizierten einen Proteinkomplex namens MAC, der für die Reaktion auf DNA-Schäden in Pflanzen erforderlich ist.
Ihre Arbeit wurde veröffentlicht in Pflanzenphysiologie am 4. Nov.
Die Forscher fanden heraus, dass Pflanzen ohne funktionierende MAC Wachstumsdefekte aufwiesen und leicht durch Methylmethansulfonat (MMS), eine Chemikalie, die DNA-Brüche induziert, geschädigt wurden.
Sie fanden auch heraus, dass die Toleranz dieser MAC-Mutanten gegenüber hohem Borgehalt verringert war. Ein hoher Borgehalt in Böden schadet dem Ernteertrag und den Nährstoffen der Nahrung.
Der MAC5A-Proteinspiegel (ein Mitglied des MAC-Komplexes) wurde durch das 26S-Proteasom (26SP) kontrolliert, eine molekulare Maschine, die für das Proteinrecycling über direkte Interaktion erforderlich ist, sagte Meng Xiangxiang, Erstautorin der Studie.
Durch biochemische und genetische Analysen identifizierten die Forscher zwei Proteinkomplexe, die zusammenarbeiten, um Pflanzen vor DNA-Schäden zu schützen, die sowohl durch MMS als auch durch hohen Borgehalt verursacht werden.
„Diese Studie deckte die molekularen Mechanismen auf, wie Pflanzen auf DNA-Schäden reagieren, und lieferte neue Hinweise zur Verbesserung der Pflanzenproduktion und Lebensmittelqualität“, sagte Prof. Li Shengjun, korrespondierender Autor der Studie.
Mehr Informationen:
Xiangxiang Meng et al., RNA-bindendes Protein MAC5A interagiert mit dem 26S-Proteasom, um die DNA-Schadensantwort in Arabidopsis zu regulieren, Pflanzenphysiologie (2022). DOI: 10.1093/plphys/kiac510