Российские ученые выяснили, как растения приспосабливаются к изменениям концентрации азота в почве на молекулярном уровне. Новая разработка поможет повысить эффективность удобрений и обработки почвы. Результаты исследования опубликованы в апрельском номере журнала iScience.
Концентрация азота в почве может изменяться в сотни тысяч раз — от одной миллионой до одной тысячной доли моля. Чтобы справиться с такими колебаниями, в процессе эволюции растения разработали сложные системы чувствительности к азоту. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН совместно с коллегами из Индии, Китая и США изучили эту сложную систему и определили принцип ее работы на молекулярном уровне.

Бегония Элатиор Бориас дарк

Недавние исследования показали, что растения поглощают азот двумя похожими способами, которые отличаются друг от друга степень сродства к этому газу — аффинностью (от латинского affinitas — родственность). Если азота в почве мало, «включается» система с высокой аффинностью, в обратном случае — с низкой аффинностью. Один из важнейших элементов обеих систем — рецептор NRT1.1, который отвечает за чувствительность к азоту и его соединениям. Оказалось, что именно он выбирает оптимальную для растения систему поглощения азота в зависимости от концентрации газа. Авторы нового исследования определили строение этого рецептора.
Ученые провели структурный анализ белковой молекулы, составляющей NRT1.1, и выяснили, что этот рецептор состоит из двух одинаковых молекулярных структур (протомеров), которые расположены асимметрично. Молекулы азота, попав на рецептор, изменяют пространственное расположение протомеров NRT1.1, что из-за их асимметрии обеспечивает разную чувствительность к соединениям азота.
По мнению авторов исследования, понимая, как работает механизм поглощения азота на молекулярном уровне, можно создавать новые, более эффективные удобрения, необходимые для роста растений. 

Источник