NYHET I takt med att klimatet blir alltmer oförutsägbart blir det avgörande att förstå hur växter reagerar på kyla, för att kunna säkra motståndskraften hos framtidens grödor. I sin doktorsavhandling har Varvara Dikaya vid Umeå universitet studerat proteinet PORCUPINE, som spelar en central roll i växters anpassning till låga temperaturer. Hennes forskning visar att proteinet är en del av flera sammanflätade signalvägar som hjälper växterna att överleva.
Doktoranden Varvara Dikaya har studerat hur växter anpassar sig till kyla genom att fokusera på proteinet PORCUPINE.
BildNabila El ArbiVäxter kan inte söka skydd från kylan – de måste anpassa sig på cellnivå. Mycket av den forskning som hittills gjorts om växters respons på kyla har fokuserat på molekyler som aminosyror och sockerarter som förhindrar frysning, och på de grundläggande mekanismerna i temperaturresponsen. Dock finns det fortfarande många faktorer som ännu inte tagits med i helhetsbilden.
Varvara Dikayas forskning belyser en viktig del av detta pussel: RNA-splitsning, en process som avgör vilka proteiner som produceras i växtens celler.
– Splitsning fungerar som ett centralt nav som styr informationsflödet från DNA till RNA och definierar vilka proteiner som syntetiseras från en viss gen, förklarar Varvara Dikaya, doktorand vid Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet och Umeå Plant Science Centre.
Det protein hon har studerat, PORCUPINE, upptäcktes när det visade sig att växter med en mutation i denna gen var särskilt köldkänsliga. Namnet, som betyder piggsvin på svenska, kommer från den taggiga formen på skottspetsen hos mutanten.
– PORCUPINE-mutanten verkar helt normal under vanliga temperaturförhållanden, men kan inte utvecklas ordentligt ens vid en mild temperatursänkning. Redan vid 16 grader får mutanten kortare rötter med tätare rothår och mycket mindre bladrosetter än normalt. Det här är mycket speciellt.
Varvara Dikayas forskning visar att PORCUPINE är inblandat i flera olika cellulära processer. Å ena sidan leder kallare temperaturer till ökad mängd PORCUPINE-RNA i cellerna, vilket tyder på att det produceras mer av proteinet. Å andra sidan är proteinet en del av spliceosomen, ett molekylärt maskineri som modifierar RNA innan det översätts till proteiner.
Varvara Dikaya och hennes kollegor har också identifierat flera gener som regleras av PORCUPINE och som spelar en nyckelroll i hur växter reagerar på temperaturförändringar.
– Våra resultat visar hur komplex växternas köldrespons är. Det är viktigt att förstå alla aspekter och identifiera grundläggande mekanismer som senare kan tillämpas praktiskt. Sådan kunskap kommer att vara avgörande för att skapa mer motståndskraftiga växter som kan klara av framtidens miljöutmaningar, men det är fortfarande en lång väg att gå.
Varvara Dikaya, Institutionen för fysiologisk botanik och Umeå Plant Science Centre, Umeå universitet, försvarade sin doktorsavhandling "Den trasiga Sm-ringen: Jakten på ursprunget till köldkänsligheten hos splitsningsmutanten SmE1 i A. thaliana" fredagen den 28 februari 2025. Fakultetsopponent var Richard Immink från Wageningen University and Research Centre, Nederländerna.
Varvara Dikaya, doktorand vid Institutionen för fysiologisk botanik och Umeå Plant Science Centre, Umeå universitet
E-post: varvara.dikaya@umu.se
