Att förstå hur växter bearbetar ljus är nyckeln till att förbättra skörden. Ljus hjälper växter att veta när de ska växa och blomma vid rätt tidpunkt. Växter hittar ljus med hjälp av proteiner som kallas fotoreceptorer. Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) Biträdande professor Ullas Pedmales team upptäckte hur proteiner som kallas UBP12 och UBP13 hjälper till att reglera en fotoreceptor som kallas CRY2. Publicerad i Current Biology , deras upptäckt kan avslöja nya sätt att kontrollera tillväxt - som kan ha breda tillämpningar bortom jordbruket.

CRY-fotoreceptorer är vanliga för växter och människor. De är kopplade till mänskliga sjukdomar inklusive cancer, diabetes och flera hjärnsjukdomar. CRY2 hjälper till att kontrollera tillväxten hos både människor och växter. Medan okontrollerad tillväxt hos växter gör dem mindre livskraftiga, orsakar okontrollerad tillväxt hos människor cancer. "Om vi ​​förstår tillväxt," säger Pedmale, "kan vi bota cancer."

Växter behöver rätt mängd CRY2 för att veta när de ska växa och blomma. Pedmale och tidigare postdoktor Louise Lindbäck upptäckte att manipulering av UBP12 och UBP13 kan förändra mängden CRY2 i växter. De fann att ökning av UBP12 och UBP13 minskar CRY2-nivåerna. Detta fick växter att tro att det inte fanns tillräckligt med ljus. Som svar blev de längre, onormala stjälkar för att nå mer.

Pedmale säger, "Vi har ett sätt att förstå tillväxt här - och vi kan manipulera tillväxten bara genom att manipulera två proteiner. Vi har hittat ett sätt vi faktiskt kan öka blomproduktionen. Du behöver blomma för mat. Om det inte finns någon blomma, finns det ingen spannmål, inget ris, inget vete, ingen majs."

Pedmale och Lindbäck visste inte exakt hur UBP12 och UBP13 reglerade CRY2. När forskarna tittade närmare gjorde de en överraskande upptäckt. Hos människor och andra organismer skyddar versioner av UBP12 och UBP13 CRY-fotoreceptorer från nedbrytning. Men i växter såg teamet motsatsen. UBP12 och UBP13 hjälpte faktiskt till att bryta ner CRY2 istället.

Lindbäck, som för närvarande är forsknings- och utvecklingsingenjör vid Nordic Biomarker i Sverige, förklarar:"Från litteraturen är det känt att om man hittar en sådan här interaktion kommer den att skydda mot försämring. Till en början såg vi motsatsen, och vi tänkte, "okej, jag kanske gjorde något fel", men när jag gjorde det några gånger insåg vi, "okej, det här är sant." Istället för att skydda CRY2, gör det att CRY2 försämras."

Pedmale hoppas att deras upptäckt kommer att hjälpa växtforskare och växtförädlare att förbättra skördarna. Han hoppas också att hans arbete hjälper till att informera cancerforskningen. "Mina kollegor på CSHL arbetar hårt för att försöka förstå cancer", säger han. "Vi kommer på det från en annan vinkel med växter."