Учёные выяснили, почему тыквы и кабачки накапливают токсины из почвы

Учёные из Университета Кобе обнаружили, что небольшие различия в белках определяют, почему растения семейства тыквенных поглощают больше загрязняющих веществ, чем другие культуры. Это открытие может привести к созданию устойчивых к загрязнению растений и биотехнологических культур, очищающих загрязнённую почву.

Тыквы, кабачки, цуккини и другие представители семейства тыквенных обладают удивительным свойством: они могут поглощать загрязняющие вещества из почвы и накапливать их в съедобных частях. Исследователи выяснили биологическую причину этого явления.

«Загрязняющие вещества плохо разлагаются и поэтому представляют риск для здоровья людей, употребляющих эти плоды в пищу. Интересно, что другие растения этого не делают», — объясняет агроном Хидэюки Инуи.

Ранее исследователи обнаружили, что тыквенные содержат особый тип белков, которые связываются с загрязнителями, позволяя им перемещаться по тканям растения. В новом исследовании учёные выяснили, что форма этих белков и сила их связывания с загрязнителями определяют, сколько токсинов оказывается в надземных частях растения.

В статье, опубликованной в журнале Plant Physiology and Biochemistry, группа из Университета Кобе сообщает, что варианты белков из растений с высоким накоплением выделяются в сок, в то время как другие версии остаются внутри клеток. Они обнаружили, что небольшое изменение в аминокислотной последовательности белка служит «меткой», указывающей клетке, сохранять белок или выслать его наружу.

«Только выделяемые белки могут мигрировать внутри растения и транспортироваться в надземные части. Поэтому это, по-видимому, и является отличительным фактором между сортами растений с низким и высоким накоплением загрязнений», — поясняет Инуи.

Понимание того, как загрязнители накапливаются в пищевых культурах, может привести к более безопасному сельскому хозяйству. «Контролируя поведение белков, транспортирующих загрязнители, с помощью генетической модификации их способности связывать загрязнители или их выделения в растительный сок, мы считаем возможным культивировать безопасные культуры, которые не накапливают вредные химические вещества в своих съедобных частях», — говорит Инуи.

Исследователь также видит потенциал для очистки загрязнённых земель: «Я также представляю, что мы могли бы использовать знания, полученные в этой работе, для создания растений, которые более эффективно поглощают загрязнители почвы. Это может превратиться в технологию очистки загрязнённых почв».