Старение растений замедлили антиоксидантами

Ученые биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова испытали на растениях антиоксиданты SkQ. Эксперименты показали, что процессы старения клеток замедляются. Результаты исследования опубликовано в журнале Mitochondrion.

Старение — сложный процесс, слагающийся из множества механизмов, действующих на разных уровнях. Одним из основных механизмов, лежащих в основе старения, считается образование активных форм кислорода (АФК). Эти молекулы образуются в результате последовательного восстановления кислорода и обладают высокой химической активностью. Активные формы кислорода окисляют многие соединения внутри клеток, что приводит к сбоям в молекулярных механизмах клетки и в конце концов к ее гибели.

Чаще всего активные формы кислорода образуются в митохондриях — энергетических станциях клеток. Митохонодриально-направленные антиоксиданты, к которым относятся ионы SkQ, действуют непосредственно на митохондрии и предотвращают синтез опасных молекул. Механизм их действия до конца не ясен, но ученые предполагают, что он имеет две составляющие. Первая заключается в химическом взаимодействии SkQ с АФК или их продуктами. Вторая реализуется за счет снижения трансмембранной разности потенциалов в митохондриях. Это подавляет образование митохондриальных АФК.

Ученые кафедры иммунологии биологического факультета МГУ антиоксиданты SkQ на клетках растений. Главной целью исследования было выяснить, какое влияние оказывают эти вещества на хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Авторы обнаружили, что в наномолярных концентрациях ионы SkQ подавляли гибель эпидермальных клеток листьев гороха, вызванную сильными ядами. При концентрации в тысячу раз больше эти антиоксиданты тормозили фотосинтез в хлоропластах и стимулировали дыхание митохондрий. Также ученые выяснили, что антиоксиданты SkQ замедлили старение и гибель листьев резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana), растения из семейства крестоцветных.

«Важным для нас моментом было то, что в составе этих антиоксидантов находится пластохинон из растений, а конкретно из хлоропластов, улавливающих и преобразующих энергию света в доступную для растений форму. Поэтому нужны были исследования, чтобы показать, как эти соединения будут действовать на клетки растений, как будут взаимодействовать с хлоропластами», — рассказал один из авторов исследования Дмитрий Киселевский, старший научный сотрудник биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Ученые сделали вывод, что митохондриально-направленные антиоксиданты в низких концентрациях не оказывают влияние на процессы клеточного дыхания и фотосинтеза в хлоропластах. В таких дозах исследованные антиоксиданты могут быть использованы в биотехнологии и сельском хозяйстве.

«Работа с митохондриально-направленными антиоксидантами исследует вклад митохондрий в образование АФК и программируемую гибель клеток растений. Сейчас в нашей лаборатории идет работа по изучению роли другой энергообменной системы, гликолиза, в образовании АФК у растений», — сообщил Дмитрий Киселевский.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.