Большинство видов растений, в том числе и сельскохозяйственные, не переносят токсического воздействия загрязнителей почвы, резко нарушающих их рост и развитие. В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, исследовательская группа под руководством Паулы Дуке из Instituto Gulbekian de Ciencia (IGC; Португалия) обнаружила, что два гена пекарских дрожжей могут повышать устойчивость растений к широкому спектру токсичных веществ, способствуя их росту. в загрязненных почвах.
Тяжелые металлы и органические загрязнители, выбрасываемые в окружающую среду промышленными предприятиями, а также неправильное использование гербицидов и пестицидов, обычно используемых в сельском хозяйстве, негативно сказываются на качестве почв. Некоторые виды растений способны удалять загрязняющие вещества из почвы и нормально расти, но их меньшинство. «Существующие стратегии обеззараживания почвы очень дороги и не столь эффективны. Научное сообщество искало альтернативные стратегии, чтобы сделать растения более устойчивыми к токсичным соединениям. Возможное решение может заключаться в Saccharomyces cerevisiae, разновидности дрожжей, используемых для выпечки, пивоварения, и виноделие», - говорит Паула Дуке.
На самом деле было известно, что S. cerevisiae может противостоять гербицидам и другим химическим веществам. Команда Изабель Са-Коррейя из Instituto Superior Tecnico Университета Лиссабона (Португалия), участвовавшая в этом исследовании, идентифицировала два гена дрожжей, играющих роль в этом механизме. Исследовательская группа Duque проанализировала способность этих генов придавать множественную лекарственную устойчивость Arabidopsis thaliana, маленькому цветковому растению, используемому в качестве модельного организма для понимания биологических процессов, общих для других растений. После вставки любого из двух генов дрожжей в это растение исследователи обнаружили, что оно стало более устойчивым к гербицидам, фунгицидам и тяжелым металлам. Растения, несущие гены дрожжей, росли значительно лучше, чем растения дикого типа в загрязненных почвах.
Paula Duque объясняет: «Эти два гена дрожжей производят белки, которые способны выталкивать молекулы из клеток. Поэтому мы предположили, что они могут играть аналогичную роль в растениях, удаляя токсичные молекулы и обеспечивая нормальный рост». Исследователь IGC добавляет: «Чтобы экстраполировать эти результаты на сельскохозяйственные культуры, нам потребуются дальнейшие эксперименты на арабидопсисе, чтобы понять механизмы, лежащие в основе устойчивости растений, а также исследования на других видах растений. Но наши результаты, полученные с генами видов дрожжей, которые пекут хлеб или пиво, обещают помочь решить сложную экологическую проблему».