Ген MUTE — дирижёр образования устьиц, пор растений, обеспечивающих нас кислородом

Устьица — это крошечные поры на поверхности растений, через которые происходит газообмен: поглощение CO₂ для фотосинтеза и выделение O₂. Их правильное формирование критически важно для жизни растений.

Учёные из Вашингтонского университета обнаружили, что ген MUTE действует как главный регулятор развития устьиц у растения Arabidopsis thaliana. Он управляет другими генами, точно контролируя деление клеток-предшественниц.

Как это работает:

1. Устьице формируется из клетки-предшественницы — материнской клетки замыкающих клеток (GMC).
2. Для образования рабочего устьица GMC должна разделиться ровно один раз, чтобы дать две замыкающие клетки.
3. Белок MUTE включает ген CYCD5;1, который запускает это единственное деление GMC.
4. Одновременно MUTE активирует гены-репрессоры FAMA и FOUR LIPS, которые сразу же "выключают" программу деления, предотвращая дальнейшие циклы.

Таким образом, MUTE работает как дирижёр, который сначала даёт команду "играть" (делиться), а затем — "замолчать" (остановить деление). Это обеспечивает формирование одного функционального устьица.

"Если растения не могут образовывать устьица, они нежизнеспособны — они не могут 'дышать'", — поясняет старший автор работы, профессор Кейко Тори.

Исследование, опубликованное в журнале Developmental Cell, раскрывает базовый молекулярный механизм, лежащий в основе образования одной из древнейших структур наземных растений, от которой зависит производство биомассы и кислорода на Земле.