В режиме готовности: митохондрии в сухих семенах не спят!

Это доказали немецкие биологи.

Как семена «просыпаются» и начинают прорастать? Благодаря митохондриям. Как только появляется вода, они активируются и начинают вырабатывать энергию для роста из запасов углеводов, белков и жиров.

Считалось, что в зрелых сухих семенах (при влажности менее 10 %) митохондрии деградируют или переходят в упрощённую форму (протомитохондрии). Клеточная дыхательная активность падает практически до нуля.

Это, якобы, защищает клетку от стресса во время глубокого покоя.

Немецкие биологи доказали: всё совсем не так.

Что выяснили учёные?

Митохондрии в сухих семенах полностью сформированы: у них сохранены все мембраны, кристы и полный арсенал белков, необходимых для клеточного дыхания.

Они находятся в режиме ожидания. Им не нужно собираться с нуля при контакте с водой.

Запуск энергообмена происходит за считанные минуты после первого дождя или полива.

Как это удалось обнаружить?

С помощью новой технологии ультрабыстрой криофиксации. Она позволила увидеть истинную структуру мембран без повреждений.

Плюс ученые использовали протеомику и масс-спектрометрию, чтобы изучить белки.

Исследование проводили на модельном цветковом растении Arabidopsis thaliana (семейства Капустные), а затем на рапсе, просе и томате.

Оказалось, что быстрая активация зрелых митохондрий – распространённое и эволюционно закреплённое свойство у цветковых растений с сухими семенами.

Почему это важно?

Ученые выявили белки, которые помогают митохондриям выживать в сухой фазе без повреждений. Поняв, как они работают, можно будет создавать семена, способные прорастать дольше и более устойчивые к неблагоприятным условиям хранения.