Томаты могут содержать ключи к замедлению старения

Новое исследование, проведенное международной группой ученых под руководством Саймона Михаэли из Института Волкани, раскрывает ключевую роль аутофагии в процессе созревания томатов. Это открытие не только углубляет понимание биологии растений, но и предлагает потенциальные параллели с механизмами старения у животных, включая человека. Аутофагия — это эволюционно консервативный процесс, выполняющий функцию «клеточной утилизации»: он разрушает поврежденные компоненты клетки и перерабатывает их для поддержания жизнедеятельности. Хотя ее значение для долголетия животных хорошо изучено, влияние на созревание плодов оставалось менее ясным.

Практическое значение для сельского хозяйства

Центральным объектом исследования стал фитогормон этилен, который регулирует созревание многих фруктов, включая томаты. Ученые обнаружили, что аутофагия контролирует уровень этилена, тем самым определяя скорость созревания. Эксперименты с томатами, у которых подавлялись гены аутофагии, показали ускоренное созревание из-за резкого увеличения выработки этилена. Это свидетельствует о том, что в норме аутофагия действует как «тормоз», предотвращающий преждевременное старение плодов.

Открытие имеет значительные экономические и экологические последствия. Около 40% сельскохозяйственной продукции теряется из-за порчи, что усугубляет проблему голода и увеличивает углеродный след. Управление аутофагией может стать инструментом для точной настройки сроков созревания, сокращения потерь и улучшения логистики. Например, замедление созревания без вреда для вкуса или питательности позволит продлить срок хранения томатов. Однако для этого требуется дальнейшее изучение молекулярных механизмов, включая идентификацию конкретных белков, которые аутофагия разрушает для регуляции этилена.

Межвидовые параллели и старение

Исследование подчеркивает универсальность аутофагии как механизма, влияющего на старение у разных организмов. У животных ее дисфункция связана с накоплением токсичных белков и возрастными заболеваниями, такими как нейродегенерация. У томатов, как выяснилось, аутофагия аналогично предотвращает «перегрузку» клеток, вызванную избытком этилена. Эти параллели открывают новые возможности для изучения старения на моделях растений, что может дополнить данные, полученные в экспериментах на животных.

Перспективы будущих исследований

Ученые планируют изучить, как аутофагия взаимодействует с гормонами и сигнальными путями в растениях. Важным направлением станет поиск методов селективного управления аутофагией без негативного воздействия на рост и урожайность. Кроме того, исследование ставит вопрос о том, можно ли использовать аналогичные подходы для замедления старения у человека, например, путем модуляции клеточных процессов, связанных с переработкой поврежденных компонентов.

Работа, опубликованная в New Phytologist, демонстрирует, как фундаментальные клеточные процессы могут иметь широкие приложения — от сокращения пищевых отходов до понимания старения. Исследование томатов не только проливает свет на сложные биохимические взаимодействия в растениях, но и подчеркивает единство биологических принципов, лежащих в основе жизни всех организмов. В будущем это знание может привести к разработке инновационных технологий в сельском хозяйстве и медицине.