Растителните клетки функционират като компютри, за да оцеляват при недостиг на желязо, показва изследване

Учени от САЩ са установили, че външната обвивка на растителните клетки може да функционира като пълноценен компютър, като непрекъснато анализира външните заплахи и управлява вътрешните ресурси, пише сп. "Сайънс".
Специалистите от Института за биологични изследвания "Солк" са идентифицирали рецептор, наречен SRF3, който помага на растенията да оцеляват при нашествия на микроби, като същевременно пестят оскъдното количество желязо. 
Желязото е жизненоважно не само за хората, но и за растенията, както и за микроорганизмите, обитаващи почвата. Заради желязото в почвата се води невидима за човека борба - микробите активно се опитват да откраднат ценния минерал от растителните клетки, докато растенията са принудени да защитават запасите си. 
Новооткритият рецептор SRF3 се намира директно на повърхността на клетъчните мембрани. При атака от патогени той незабавно задейства производството на реактивни кислородни видове (силно реактивни молекули и свободни радикали, съдържащи кислород). Тези молекули ефективно унищожават нашествениците, но в процеса бързо изчерпват вътрешните запаси от желязо.
Когато нивото на този жизненоважен елемент спадне до критична стойност, рецепторът променя физическата си структура. Той получава специфичен протеинов маркер - убиквитин, и се придвижва дълбоко навътре в клетката. След това агресивната защитна реакция спира, а балансът на желязото плавно се възстановява. 
"Ние обяснихме механизма - от нивото на отделната молекула до целия организъм, нещо, което рядко се постига в други биологични системи", казва съавторът на изследването Матийо Платър. 
Описаният механизъм на практика превръща клетъчната мембрана в своеобразен изчислителен център.
Експериментите са проведени върху арабидопсис - популярно лабораторно растение, което служи като удобен модел за изучаване на земеделски култури като пшеница или царевица. Разбирането на това как растенията едновременно се борят с инфекциите и задържат хранителните вещества може фундаментално да промени подходите към съвременното земеделие. 
Дефицитът на желязо в почвата вече застрашава добивите в много региони на планетата.
Откритието има огромно значение не само за земеделието, но и за фундаменталната биология. Концепцията за "мембранните компютри" първоначално е предложена за изучаване на клетките на бозайниците, а сега е потвърдено, че тя съществува и при растенията. Според изследователите този механизъм на клетъчна комуникация е универсален.