Аналог стресового гормону діє довше і допомагає рослинам зберігати в посуху більше води, ніж натуральний гормон.
Рослини справляються зі стресами за допомогою абсцизової кислоти. Це гормон з досить широкими повноваженнями: абсцизова кислота управляє гирлами, через які відбувається газообмін, допомагає скинути листя восени, регулює проростання насіння тощо. Коли рослині занадто холодно, або в ґрунті виявляється занадто багато солі або занадто мало вологи, рівень абсцизової кислоти підвищується. Особливо важлива її роль при посухі, коли вона одночасно закриває гирла, щоб рослина не втрачала воду, і стимулює всмоктування вологи корінням.
Як і для всякого гормону, для абсцизової кислоти потрібні свої рецептори на клітинах, інакше вона просто не подіє. Якщо знати будову цих рецепторів, можна підібрати якусь речовину, яка буде давати більш сильний ефект, ніж сама абсцизова кислота. Кілька років тому дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді запропонували використовувати в якості такого гормонального аналога речовину квінабактин, який підвищував засухостійкість у арабідопсису (звичайного модельного об'єкта в «рослинних» експериментах) і сої. Але коли квінабактин почали випробовувати на різних інших сільськогосподарських культурах, виявилося, що він не такий вже й ефективний.
Пошуки продовжилися. З хімічної бібліотеки в 18 млн сполук за допомогою комп'ютерних алгоритмів вдалося виділити близько 10 тисяч молекул-кандидатів, які могли б зв'язуватися з рецепторами абсцизової кислоти подібно до самої кислоти. Потім з 10 тисяч залишилося 1724 речовини, які стали перевіряти вже в експериментах зі справжніми рецепторами; у найперспективніших молекул ще й оптимізували структуру для більшого ефекту.
У статті в Science описано результат усіх цих праць - речовину опабактин, що виграє як у абсцизової кислоти, так і у попередника квінабактину. Рослини арабідопсису, пшениці і томату після обробки опабактином втрачали менше води, ніж після квінабактину і абсцизової кислоти, і порівняно з абсцизовою кислотою, яка діяла 2-3 дні, опабактин працював довше - як мінімум 5 днів. Крім того, він діяв на всі рослини, тоді як квінабактин не працював на томатах, а його ефект на пшениці тривав у кращому випадку дві доби. Автори роботи особливо підкреслюють, що нова речовина працює не тільки на модельних рослинах: проростки пшениці, які росли в посуху, з опабактином в'ядали не так швидко і утримували більше хлорофілу, ніж проростки без опабактинової обробки.
Можливо, з цими ліками від посухи вдасться значно підвищити врожайність сільськогосподарських культур у посушливих районах. Однак перш ніж починати виробництво опабактину для потреб фермерів і агрофірм, потрібно ще перевірити його на справжніх фермерських полях, де опабактину доведеться працювати з різними сортами рослин. Аж до генетично модифікованих, і взаємодіяти з фунгіцидами, інсектицидами та іншими подібними речовинами.
За матеріалами The Scientist.