Sådan producerer stressede planter deres egen aspirin

Planter beskytter sig selv mod miljøfarer som insekter, tørke og varme ved at producere salicylsyre, også kendt som aspirin. En ny forståelse af denne proces kan hjælpe planter med at overleve stigende stress forårsaget af klimaændringer.

UC Riverside-videnskabsmænd har for nylig offentliggjort en banebrydende artikel i tidsskriftet Science Advances rapportering om, hvordan planter regulerer produktionen af ​​salicylsyre.

Forskerne studerede en modelplante kaldet Arabidopsis, men de håber at kunne anvende deres forståelse af stressreaktioner i denne plantes celler på mange andre slags planter, inklusive dem, der dyrkes til mad.

"Vi vil gerne være i stand til at bruge den opnåede viden til at forbedre afgrøderesistens," sagde Jin-Zheng Wang, UCR plantegenetiker og medførsteforfatter på det nye studie. "Det vil være afgørende for fødevareforsyningen i vores stadig mere varme, lyse verden."

Miljøbelastninger resulterer i dannelsen af ​​reaktive oxygenarter eller ROS i alle levende organismer. Uden solcreme på en solskinsdag producerer menneskelig hud ROS, som forårsager fregner og forbrændinger. Høje niveauer af ROS i planter er dødelige.

Som med mange stoffer er giften i mængden. Ved lave niveauer har ROS en vigtig funktion i planteceller.

"På ikke-dødelige niveauer er ROS som en nødopfordring til handling, der muliggør produktionen af ​​beskyttende hormoner såsom salicylsyre," sagde Wang. "ROS er et tveægget sværd."

Forskerholdet opdagede, at varme, uformindsket solskin eller tørke får sukkerfremstillingsapparatet i planteceller til at generere et indledende alarmmolekyle kendt som MEcPP.

Fremover vil forskerne lære mere om MEcPP, som også produceres i organismer som bakterier og malariaparasitter. Akkumulering af MEcPP i planter udløser produktionen af ​​salicylsyre, som igen starter en kæde af beskyttende handlinger i cellerne.

"Det er som om, planter bruger en smertestillende medicin mod ømhed og smerter, ligesom vi gør," sagde Wilhelmina van de Ven, UCR-plantebiolog og medførste forfatter af undersøgelsen.

Syren beskytter planters kloroplaster, som er stedet for fotosyntese, en proces, hvor man bruger lys til at omdanne vand og kuldioxid til sukker til energi.

"Fordi salicylsyre hjælper planter med at modstå stress, der bliver mere udbredt med klimaændringer, er det at være i stand til at øge planters evne til at producere det et skridt fremad i at udfordre virkningerne af klimaændringer på hverdagen," siger Katayoon Dehesh, senior papirforfatter og UCR fremtrædende professor i molekylær biokemi.

"Disse påvirkninger går ud over vores mad. Planter renser vores luft ved at binde kuldioxid, giver os skygge og giver levesteder for adskillige dyr. Fordelene ved at booste deres overlevelse er eksponentielle," sagde hun.