Формирование полярности в растительных клетках: белок BASL как внутренний компас

В растительных клетках многие белки распределены полярно — скапливаются только на одном конце клетки, подобно "орлу" или "решке" на монете. Это распределение критически важно для ориентации клеток и формирования тканей листьев, цветов, стеблей и корней.

Долгое время оставалось неясным, возникает ли эта "голова-хвост" полярность автономно в каждой клетке или требует координации между соседними клетками.

Новое исследование, опубликованное в Current Biology, показало, что изолированные клетки способны самостоятельно формировать полярность, и эта полярность определяет направление их роста.

Учёные из John Innes Centre изучили белок BASL, который в норме локализуется на одном конце клеток-предшественников устьиц. Пометив BASL флуоресцентной меткой и введя его в культивируемые растительные клетки, исследователи отследили его распределение.

Ключевые результаты:

• Даже когда у клеток удаляли стенки, превращая их в мембранные сферы, белок BASL формировал "шапку" на одном полюсе.
• При длительном наблюдении позиция этой "шапки" медленно смещалась, подобно полярной ледяной шапке на поверхности планеты.
• Когда клетки восстанавливали стенки, позиция BASL фиксировалась, и клетки начинали удлиняться в форме "сосиски", сохраняя белковую "шапку" на одном из закруглённых концов.

Ведущий автор работы, доктор Джорди Чан, отмечает: "Было невероятно захватывающе впервые увидеть полярность в изолированных растительных клетках. Это было похоже на то, как скучная на вид планета внезапно освещается, демонстрируя шапку, а затем удлиняется, сохраняя её на одном конце".

Вывод: Полярность может возникать автономно внутри отдельной клетки и, вероятно, задаёт направление её роста. Последующая передача сигналов между клетками, по-видимому, координирует и выравнивает эту полярность в ткани, что в итоге направляет коллективный рост и развитие целого растения.