Мох Dicranum scoparium в сухом виде сохраняет активность ферментов и генов, КазНЦ РАН

Сотрудники Казанского института биохимии и биофизики — подразделения Казанского научного центра РАН — изучили, как мхи переносят обезвоживание, а затем полностью восстанавливают жизнедеятельность, сообщает new.ras.ru. По данным авторов, даже при минимальной влажности растения сохраняют биохимическую активность. Результаты опубликованы в журнале «Физиология растений» (т. 73, № 5, 2026) new.ras.runew.ras.runew.ras.ruОткрыть источник ↗.

Мхи относятся к высшим несосудистым растениям: у них нет развитых органов для всасывания, транспорта и удержания воды. О способности мхов выживать без влаги известно давно, но что происходит внутри сухих растений, оставалось неясным. Объектом исследования стал Dicranum scoparium — мох лесной зоны умеренных широт, который часто встречается в сосновых лесах.

Ферменты и пигменты обезвоженного мха

Первое открытие касается пероксидазы — белка-защитника, который обезвреживает опасные формы кислорода (свободные радикалы), разрушающие клетки. Исследователи показали, что пероксидаза сохраняет активность при температурах до +60 °C. Это косвенно подтверждает способность фермента выдерживать отсутствие влаги.

Авторы отмечают, что устойчивые к высыханию растения синтезируют особые белки позднего эмбриогенеза, которые остаются стабильными при нагревании экстракта до 70–80 °C. Одновременная устойчивость к обезвоживанию и нагреву может объясняться общей устойчивостью структуры, поэтому устойчивость к нагреву можно использовать как инструмент поиска ферментов, переносящих обезвоживание new.ras.runew.ras.runew.ras.ruОткрыть источник ↗.

Учёные также рассмотрели, как меняется активность хлорофилла и каротиноидов в зависимости от света. При обезвоживании мох активно накапливает каротиноиды: они экранируют фотосинтетический аппарат от избыточной световой энергии и нейтрализуют активные формы кислорода. Хлорофиллы частично разрушаются, но их синтез быстро возобновляется после восстановления нормального водного режима.

Работа генов в сухом состоянии

Исследователи выявили, что в сухом состоянии мох продолжает «включать» и «выключать» нужные гены в зависимости от освещения. В темноте в тканях накапливались рабочие копии (транскрипты) генов, чувствительных к потере влаги, а активность генов, отвечающих за выработку пероксидазы, одновременно возрастала.

Особый интерес вызвал ген LEA3, который запускает синтез защитных белков. В темноте его активность падала, а при ярком солнечном свете возрастала более чем в два раза. По выводам авторов, сухой мох «чувствует», что находится в тени или на солнце, и заранее готовится к возможным нагрузкам new.ras.runew.ras.runew.ras.ruОткрыть источник ↗.

По словам учёных, результаты важны для понимания эволюции наземных растений, поскольку предки современных мхов были среди первых организмов, колонизировавших сушу. Они добавляют, что знание защитных механизмов может помочь в создании новых засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур.