Белок staygreen, индуцируемый старением, регулирует деградацию хлорофилла

Утрата зелёной окраски листьев обусловлена деградацией хлорофилла (Chl) в хлоропластах, однако регуляция катаболизма Chl в процессе развития листа изучена недостаточно. Используя мутант staygreen (sgr) риса (Oryza sativa), сохраняющий зелёную окраску при старении листьев, мы идентифицировали Sgr — ген, ассоциированный со старением и кодирующий новый белок хлоропластов. Трансгенный рис со сверхэкспрессией Sgr формирует желтовато-коричневые листья, а мутанты Arabidopsis thaliana с нарушенной активностью кислородазы феофорбида a, демонстрирующие фенотип stay-green при индуцированном темнотой старении, характеризуются сниженной экспрессией гомологов Sgr, что указывает на регуляцию Sgr деградации Chl на уровне транскрипции. Мы показали, что сохранение зелёной окраски листьев у мутанта sgr связано с нарушением дестабилизации комплексов светособирающих хлорофилл-связывающих белков (LHCP) тилакоидных мембран, которая является необходимым предварительным этапом деградации Chl и LHCP при старении. Транзиентная сверхэкспрессия Sgr в Nicotiana benthamiana и прижизненный pull-down-анализ показали, что Sgr взаимодействует с LHCPII, свидетельствуя об образовании комплексов Sgr–LHCPII в тилакоидных мембранах. Таким образом, мы предполагаем, что в стареющих листьях Sgr регулирует деградацию Chl, индуцируя разборку LHCPII посредством прямого взаимодействия, что приводит к деградации Chl и лишённого Chl LHCPII катаболическими ферментами и протеазами соответственно.