Megfejtették, hogy működik az őszi színek génje

2016.10.26. 14:40

Japán kutatók felfedezték, hogy a zöld színt eltüntető gén egy olyan enzimet kódol, amely kivonja a magnéziumot a zöld színanyagból (klorofillból). Ez jelentős előrelépés, hogy megértsük a pigment lebomlásának mikéntjét.

A növényekben a klorofill pigment központi szerepet játszik a fotoszintézisben, azaz abban a folyamatban, amelynek révén a növények saját energiává alakítják a napfény energiáját. A folyamat egyik kulcsfontosságú részeként elektronáramlás jön létre, azaz az elektronok egyik molekuláról a másikra vándorolnak. Az első lépésben egy elektron átadódik a klorofillról a feofitin-a nevű vegyületnek.

Lebomlik a klorofill

Az őszi levélszínek akkor jönnek létre, amikor a zöld színű klorofill lebomlik a levél öregedésének természetes részeként. A klorofill-lebontást az indítja be, hogy egy enzim kivonja a magnéziumot (Mg) a klorofillból. A kutatók Mg-dekelatáznak nevezték az enzimet, de kísérletekben sose tudták észlelni a tényleges jelenlétét.

A Hokkaidói Egyetem kutatóinak most sikerült kimutatnia, hogy az a gén, amelyről már tudták, hogy szerepet játszik a klorofill-lebontásban, az úgynevezett Stay Green (SGR) gén kódolja a Mg-dekelatáz enzimet.

Az SGR által előidézett színváltozás a lúdfű levelében. Felül a kontroll-levelek zöldek maradtak, alul az SGR indukálta színváltozás látható.Forrás: Shimoda Y et al., Plant Cell, Sept. 7, 2016

Már Mendel is ismerte

A Stay-Green (maradj zölden) mutánsoknál megmarad a levelek zöld színe az öregedés folyamán. Ez a gén azok között a gének közt volt, amely rávezette Gregor Mendelt a genetika alaptörvényeinek felismerésére a 19. században, amikor a borsó jellemzőit tanulmányozta több nemzedéken át. Az azonban egészen mostanáig ismeretlen volt, mit is kódol valójában a gén.

A kutatók átmenetileg gerjesztették az SGR működését egy kis virágos növény (lúdfű) zöld leveleiben. Azt tapasztalták, hogy ez a klorofillszint csökkenéséhez vezetett. A klorofillt kémcsőben is inkubálták az SGR-rel. Ennek hatására a klorofill feofitin-a-vá alakult. A zöld pigment csak akkor alakul feofitin-a-vá, ha kivonják belőle a magnéziumot. A kísérlet tehát erősen arra utal, hogy a Mg-dekelatáz játszik szerepet a klorofill-lebomlásban az SGR közreműködésével.

A klorofill lebomlásának kezdete a Mg-dekelatáz hatásáraForrás: Shimoda Y et al., Plant Cell, Sept. 7, 2016

A csoport eredménye arra is utal, hogy az SGR képes kivonni a magnéziumot a klorofill fénykihasználó komplexéből, ily módon vezet a degradációjához. A mechanizmusról viszont még nagyon keveset tudnak, írják a kutatók a The Plant Cell folyóiratban.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK