Výzkumníci zjistili, že Mendelův gen Stay-Green kóduje enzym, který extrahuje hořčík z chlorofylu, čímž ujasňuje, jak se pigment degraduje.
V rostlinách hraje pigment chlorofyl ústřední roli ve fotosyntéze: procesu přeměny slunečního světla na energii. Tento proces zahrnuje vytvoření toku elektronů odstraněním jednoho z molekuly a jeho přenosem do jiné. První krok nastane, když se elektron přenese z chlorofylu na sloučeninu zvanou feofytin a.
Podzimní barvy listů se objevují, když chlorofyl degraduje jako normální součást stárnutí listů nebo "senescence", která hraje důležitou roli v recyklaci dusíku. Proces degradace chlorofylu je spuštěn, když enzym extrahuje hořčík (Mg) z chlorofylu. Vědci pojmenovali enzym Mg-dechelatáza, ale nikdy nebyli schopni detekovat jeho skutečnou přítomnost v experimentech.
Yousuke Shimoda, Hisashi Ito a Ayumi Tanaka z univerzity Hokkaido prokázali, že gen se známým zapojením do degradace chlorofylu, zvaný Stay-Green (SGR), kóduje Mg-dechelatázu.
Mutanty Stay-Green umožňují listům zachovat si zeleň během stárnutí. Tento gen byl jedním z několika, které vedly Gregora Mendela k vytvoření základních zákonů genetiky v 19. století při studiu vlastností hrachu po několik generací. Dlouho se však nevědělo, co gen ve skutečnosti kóduje.
Tým přechodně vyvolal SGR v plně zelených listech malé kvetoucí rostliny zvané řeřicha. Zjistili, že to vedlo ke snížení hladiny chlorofylu. Dále inkubovali chlorofyl ve zkumavce s SGR, což vedlo k jeho přeměně na feofytin a. Chlorofyl lze přeměnit na feofytin a pouze extrakcí Mg z něj. Experimenty silně naznačují, že Mg-dechelatáza se podílí na degradaci chlorofylu prostřednictvím SGR.
Výsledky týmu také naznačují, že SGR může také extrahovat Mg z chlorofylu obsaženého v komplexu pro sběr světla, což vede k jeho degradaci. "Zůstává nejasné, zda SGR hraje roli prostřednictvím aktivity Mg-dechelatázy při dodávání feofytinu a pro proces fotosyntézy," říká Hisashi Ito. "Málo je známo o mechanismu, kterým enzym extrahuje kovový iont z organické sloučeniny. Naše studie může vést k objevu nových reakčních mechanismů."
