Mikroproteiner kan sætte blomstring på pause – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Institut for Plante- og Miljøvidenskab > Nyheder > Mikroproteiner kan sæt...

04. august 2016

Mikroproteiner kan sætte blomstring på pause

Mikroproteiner

Når to nyligt opdagede mikroproteiner interagerer med et særligt planteprotein kan det bremse planters blomstring. Opdagelsen fra Copenhagen Plant Science Centre kan have store perspektiver for landbrugsindustrien, da mikroproteinerne potentielt kan bruges i kontrollen af blomstring hos mange afgrøder.

Af Natasja Lykke Corfixen

Forsinket blomstring hos transgene planter med forhøjede koncentrationer af mikroprotein (de tre planter til højre) sammenlignet med en vildtype (venstre). Foto: Graeff et al. (2016), PLOS Genetics.

Planters blomstring er afhængig af både lys og dagslængder, og det er en proces, som er blevet studeret genetisk i over 100 år. Specifikke dagslængder igangsætter molekylære signaler i plantens blade, hvilket fører til produktionen af plantens blomster. Men ny forskning fra Copenhagen Plant Science Centre ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet har vist, at to mikroproteiner kan interagere med et af de regulerende molekyler og dermed bremse blomstringsprocessen.

MikroProteiner er små proteiner i planter og dyr, som virker ved at binde sig til og påvirke større proteiner. Mange af disse mikroProteiner er allerede blevet identificeret, men projektleder og lektor Stephan Wenkel fra Copenhagen Plant Science Centre forklarer opdagelsen af de to nye mikroproteiner således:

Stephan Wenkel og forskningsgruppen. Foto: Copenhagen Plant Science Centre

”Da jeg tidligere var projektleder i Tyskland, udviklede vi computerprogrammer til at identificere proteiner, der var små og relaterede til større proteiner, baseret på deres genetiske sekvens. Blandt de mange ting vi fandt ud af, identificerede vi to små proteiner, som er stærkt relaterede til et af de vigtigste regulerende proteiner for planteblomstring; transkriptionsfaktoren CONSTANS.”

Efter at have identificeret et stort antal mikroproteiner blev disse to udvalgt til yderligere undersøgelser, og Stephan Wenkel tilføjer:

”Vi undersøgte deres funktion og fandt ud af, at de kan interagere med transkriptionsfaktoren CONSTANS, og da aktiviteten af CONSTANS er påkrævet for produktionen af blomster, er de små proteiner i stand til at forsinke blomstringsprocessen.”

Mikroproteinerne får hjælp af et tredje protein
I modsætning til proteiner med lignende funktioner er mikroproteinerne karakteriseret ved kun at indeholde ét funktionelt domæne. Men i studiet af de to mikroproteiner blev et andet område fundet, som gør proteinerne i stand til at forme komplekser med et tredje protein:

”Vi fandt ud af, at det ikke kun er interaktionerne mellem mikroproteinerne og CONSTANS, som undertrykker plantens blomstring, da interaktionen med et specifikt tredje protein, kaldet TOPLESS, også kræves for, at mikroproteinerne fungerer.”

Stephan Wenkel pointerer, at dette frembringer nye spørgsmål om, hvordan vi kan differentiere dette område af mikroproteinerne fra et potentielt andet funktionelt domæne.

Potentiale som bremsepedaler
“Så hvorfor ikke bare slukke helt for gener, der koder for transkriptionsfaktorer, såsom CONSTANS, hvis vi vil forsinke blomstring? Med mikroproteinerne kan vi potentielt skabe effekter, som er mere specifikke eller mildere sammenlignet med mutationer, som helt ville slukke for genet,” tilføjer Stephan Wenkel.

Han mener også, at fremtidige aspekter af forskningen kunne inkludere undersøgelser af, hvordan disse mikroproteiner naturligt kan induceres for potentielt at kontrollere planteblomstring:

”Disse mikroproteiner fungerer lidt som en bremsepedal i en bil: Du kan trykke på bremsen, hvilket sænker tempoet for blomstringen, eller du kan fjerne bremsen helt og se, om dette gør processen i stand til at køre hurtigere.”

Eftersom mikroproteiner findes i mange organismer, kan dette samt fremtidige studier derfor anvendes inden for mange områder, men indtil videre har nylig forskning primært fokuseret på planters mikroproteiner. Modelplanten i dette studie ukrudtsplanten Arabidopsis indeholder de samme molekylære mekanismer som mange afgrøder, og mikroproteiner kan derfor have en fremtid inden for landbrug, hvor de potentielt kan bruges til at kontrollere tidspunkt for modning og høst af afgrøder.