Turun yliopiston biokemian laitoksen tutkijat ovat löytäneet aiemmin tuntemattoman molekyylitason mekanismin, jonka avulla havupuut sopeutuvat talveen.
Ikivihreät puut ovat kovilla etenkin kevättalvella, jolloin on vielä pakkasta mutta aurinko paistaa jo kirkkaasti.
Neulasten lehtivihreä sitoo tällöin valoa, mutta kylmyyden takia pysähdyksissä oleva entsyymiaktiivisuus estää valon käyttämisen fotosynteesiin.
Tällainen oksidatiivinen stressi voisi johtaa puiden fotosynteesikoneiston molekyylien ja solurakenteiden tuhoutumiseen. Ne kuitenkin välttyvät vaurioilta, kiitos säätelymekanisminsa.
Mekanismin ansiosta havupuut haihduttavat ylimääräisen valoenergian lämpönä pois. Ilmiötä kutsutaan ei-valokemialliseksi vaimenemiseksi (non-photochemical quenching, NPQ).
NPQ on kaikilla yhteyttävillä kasveilla ja levillä yleinen säätelymekanismi, mutta muilla kuin havupuilla se on vain hetkellinen.
Havupuut sen sijaan kykenevät tekemään mekanismista pysyvän, joten se suojaa niitä ympäri vuoden.
Proteiinien fosforylaatio kuvattiin ensi kertaa
Professori Eva-Mari Aron johtama tutkimusryhmä selvitti asian käsittelemällä luonnon neulasnäytteitä ja kuusenoksia kevättalvea matkivissa oloissa.
”Havaitsimme, että pysyvään ei-valokemialliseen vaimenemiseen vaaditaan viherhiukkasten kahden membraaniproteiinin, LHCB1_A:n ja PSBS:n, superfosforyloituminen”, kertovat tutkijat Steffen Grebe ja Andrea Trotta.
Proteiinin fosforyloituminen tarkoittaa, että sen tiettyihin aminohappoihin liitetään fosforyyliryhmä. Sen tiedetään olevan soluissa yleinen proteiinien toiminnan säätelykeino.
Kuusesta nyt löydettyjä proteiinien fosforylaatioita ei ole aiemmin kuvattu.
Tutkijat olettavat, että fosforylaatiot yhdessä valoreaktio II -nimisen entsyymikompleksin toimintamuutosten kanssa muuttavat proteiinien ja pigmenttien rakennetta.
Neulaset kykenevät vaimentamaan ylimääräistä valoenergiaa juuri näiden muutosten ansiosta.
Tutkimus on julkaistu PNAS-lehdessä.
