I växtvärlden är förmågan att effektivt reparera skadat DNA avgörande för överlevnad och anpassning. Ett team av forskare, inklusive Dr. Benjamin Schmierer vid John Innes Centre, har gjort ett betydande genombrott för att förstå hur växter optimerar sina DNA-reparationsprocesser. Deras resultat, publicerade i tidskriften Nature Plants, kastar ljus över en tidigare okänd mekanism som växter använder för att balansera tillväxt och DNA-reparation.

DNA-skador är ett konstant hot mot alla levande organismer, inklusive växter. Det kan orsakas av olika faktorer, såsom ultraviolett (UV) strålning från solljus, kemikalier och naturliga metaboliska processer. För att motverka DNA-skador har växter utvecklat en arsenal av DNA-reparationsmekanismer för att upprätthålla genomets integritet.

Den traditionella synen på DNA-reparation i växter har varit en avvägning mellan tillväxt och reparation. När växter fokuserar på snabb tillväxt, allokerar de färre resurser till DNA-reparation, vilket gör dem mer sårbara för skador. Omvänt, när de prioriterar DNA-reparation, saktar deras tillväxt ner. Denna avvägningsmekanism förhindrar växter från att investera för mycket energi i DNA-reparation på bekostnad av tillväxt och vice versa.

Men lagets senaste upptäckt utmanar denna långvariga tro. De fann att växter har en enastående förmåga att optimera sina DNA-reparationsprocesser utan att kompromissa med tillväxten. Detta genombrott kom från att studera ett specifikt protein som kallas RAD5A i modellväxten Arabidopsis thaliana.

RAD5A spelar en avgörande roll i DNA-reparation. Teamet upptäckte att växter kan kontrollera aktiviteten hos RAD5A för att balansera DNA-reparation och tillväxt. Under normala tillväxtförhållanden begränsar växter RAD5A-aktiviteten, vilket gör att de kan fokusera på tillväxt samtidigt som de bibehåller tillräcklig DNA-reparation. Men när de utsätts för förhållanden som orsakar DNA-skador, såsom UV-strålning, ökar växter snabbt RAD5A-aktiviteten, vilket ökar effektiviteten i DNA-reparationen utan att nämnvärt hämma tillväxten.

Denna dubbla funktionalitet hos RAD5A gör det möjligt för växter att snabbt anpassa sig till förändrade miljöförhållanden och upprätthålla en delikat balans mellan tillväxt och DNA-reparation. Upptäckten ger en ny väg för att utforska växternas motståndskraft och utveckla strategier för att förbättra grödans prestanda i utmanande miljöer.

Betydelsen av detta fynd sträcker sig bortom grundläggande växtbiologi. Det kan ha praktiska tillämpningar inom jordbruket, särskilt i förädlingsgrödor som är bättre rustade för att motstå miljöpåfrestningar, såsom ökad UV-strålning på grund av klimatförändringar. Genom att utnyttja de naturliga DNA-reparationsoptimeringsmekanismerna i växter, kan forskare skapa mer motståndskraftiga grödor som på ett hållbart sätt kan möta kraven från en föränderlig värld.