Forskere ser, hvordan planter optimerer deres reparation

I planteverdenen er evnen til effektivt at reparere beskadiget DNA afgørende for overlevelse og tilpasning. Et team af videnskabsmænd, herunder Dr. Benjamin Schmierer ved John Innes Centret, har gjort et betydeligt gennembrud i forståelsen af, hvordan planter optimerer deres DNA-reparationsprocesser. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants, kaster lys over en hidtil ukendt mekanisme, som planter bruger til at balancere vækst og DNA-reparation.

DNA-skader er en konstant trussel mod alle levende organismer, inklusive planter. Det kan være forårsaget af forskellige faktorer, såsom ultraviolet (UV) stråling fra sollys, kemikalier og naturlige metaboliske processer. For at modvirke DNA-skader har planter udviklet et arsenal af DNA-reparationsmekanismer for at opretholde genomets integritet.

Det traditionelle syn på DNA-reparation i planter har været en afvejning mellem vækst og reparation. Når planter fokuserer på hurtig vækst, afsætter de færre ressourcer til DNA-reparation, hvilket efterlader dem mere sårbare over for skader. Omvendt, når de prioriterer DNA-reparation, bremses deres vækst. Denne afvejningsmekanisme forhindrer planter i at investere for meget energi i DNA-reparation på bekostning af vækst og omvendt.

Men holdets seneste opdagelse udfordrer denne langvarige tro. De fandt ud af, at planter besidder en bemærkelsesværdig evne til at optimere deres DNA-reparationsprocesser uden at gå på kompromis med væksten. Dette gennembrud kom fra at studere et specifikt protein kaldet RAD5A i modelplanten Arabidopsis thaliana.

RAD5A spiller en central rolle i DNA-reparation. Holdet opdagede, at planter kan kontrollere aktiviteten af ​​RAD5A for at balancere DNA-reparation og vækst. Under normale vækstbetingelser begrænser planter RAD5A-aktivitet, hvilket giver dem mulighed for at fokusere på vækst, mens de opretholder tilstrækkelig DNA-reparation. Men når de udsættes for forhold, der forårsager DNA-skader, såsom UV-stråling, øger planter hurtigt RAD5A-aktiviteten, hvilket øger effektiviteten af ​​DNA-reparation uden at hæmme væksten væsentligt.

Denne dobbelte funktionalitet af RAD5A gør det muligt for planter at tilpasse sig hurtigt til skiftende miljøforhold og opretholde en delikat balance mellem vækst og DNA-reparation. Opdagelsen giver en ny mulighed for at udforske planternes modstandsdygtighed og udvikle strategier til at forbedre afgrødens ydeevne i udfordrende miljøer.

Betydningen af ​​dette fund strækker sig ud over grundlæggende plantebiologi. Det kunne have praktiske anvendelser i landbruget, især i avlsafgrøder, der er bedre rustet til at modstå miljøbelastninger, såsom øget UV-stråling på grund af klimaændringer. Ved at udnytte de naturlige DNA-reparationsoptimeringsmekanismer i planter kan forskerne skabe mere modstandsdygtige afgrøder, der bæredygtigt kan opfylde kravene fra en foranderlig verden.