Пасля амаль дзесяцігоддзя намаганняў навукоўцы з RIKEN вызначылі структуру ключавога бялку-транспарцёра, які дапамагае раслінам збіраць жалеза з глебы. Гэта адкрыццё можа кіраваць распрацоўкай новых высокаэфектыўных угнаенняў, якія дапамогуць раслінам здабываць жалеза з глеб з дэфіцытам жалеза.
Прыкладна траціна ўсёй сушы ў свеце з'яўляецца шчолачнай, таму што яе глеба змяшчае вялікую колькасць шчолачнай солі, карбанату кальцыя. Жалеза дрэнна раствараецца ў гэтых шчолачных глебах, і дэфіцыт жалеза можа сур'ёзна абмежаваць рост раслін.
«Паглынанне жалеза з глебы няпростае», - кажа Ацушы Ямагата з Цэнтра даследаванняў дынамікі біясістэм RIKEN.
Аднак звычайныя травы, у тым ліку пшаніца і ячмень, распрацавалі унікальную стратэгію захопу жалеза. Яны вызваляюць злучэнняў называюцца фітасідэрафорамі, якія вылучаюцца ў глебу, дзе звязваюцца з жалезам і ўтвараюць комплекс, які расліны могуць паглынаць сваімі каранямі.
Фітасідэрафоры - гэта злучэнні, вядомыя як мугінавыя кіслоты. Несучы груз жалеза, яны зноў паглынаюцца клеткамі раслін з дапамогай бялку-транспарцёра ў клеткавых мембранах. Але яшчэ многае невядома пра малекулярны механізм гэтага працэсу.
Цяпер Ямагата і яго супрацоўнікі ўпершыню вызначылі структуру бялку-транспарцёра.
«Мы разгадалі структуру бялку-транспарцёра — як у незвязаным стане, так і ў спалучэнні з фітасідэрафорам, які змяшчае жалеза», — кажа Ямагата. Гэта вельмі важна, таму што дапамагае даследчыкам зразумець дробныя малекулярныя дэталі таго, як жалеза-содержащий комплекс ўзаемадзейнічае з транспарцёрам, каб перанесціся ў клеткі.
Каманда RIKEN спрабавала вызначыць структуру бялку-транспарцёра на працягу амаль дзесяці гадоў. "Мы нават не змаглі атрымаць крышталі, неабходныя для аналізу з дапамогай рэнтгенаўскай крышталаграфіі", - кажа Ямагата. Прарыў адбыўся з нядаўнімі дасягненнямі ў тэхніцы пад назвай крыяэлектронная мікраскапія, які выявіў структуры, выпальваючы электроны на замарожаныя ўзоры бялок.
Цяпер гэта даследаванне з'яўляецца кіруючым напрамкам працы па распрацоўцы вытворных мугінавых кіслот, якія, на думку каманды, могуць стаць новым пакаленнем высокаэфектыўных угнаенняў для шчолачных глеб.
«Адна сінтэтычная вытворная, распрацаваная нашым супрацоўнікам Косуке Намба з Універсітэта Такусіма, можа палепшыць рост раслін лепш, чым натуральнае злучэнне, усяго прыкладна ў адну тысячную кошту», — кажа Ямагата. Вытворнае, якое называецца пралін-2'-дэзаксімугіневая кіслата (PDMA), стабільна на працягу месяца ў глеба, у параўнанні з толькі днём для натуральнага злучэння.
Цяпер Namba працуе з японскім вытворцам, каб павялічыць вытворчасць PDMA для камерцыйнага выкарыстання ў якасці сельскагаспадарчага ўгнаенні.