Как клеточное деление формирует "энергостанции" растений
Исследователи из Университета Саскачевана (USask) выяснили, как растения контролируют рост клеток, ответственных за фотосинтез. Результаты опубликованы в Nature Plants.
Роль мезофилла
Мезофилльные клетки листа — это место, где происходит ключевой для растений процесс: превращение солнечного света в химическую энергию (фотосинтез). Эти клетки окружены жесткой стенкой, поэтому их рост возможен только в строго определенных направлениях — так называемых плоскостях деления.
Наблюдение за делением
Используя конфокальную микроскопию, ученые наблюдали за делением клеток в живых листьях в течение нескольких дней. Они обнаружили два типа делений:
- Чередующиеся: каждое последующее деление происходит перпендикулярно предыдущему, образуя Т-образные соединения клеток. Эти точки становятся местом зарождения межклеточных пространств.
- Ориентированные на пространство: по мере увеличения межклеточных пространств (в течение часов или дней) клетки начинают делиться, ориентируясь на это пространство. Такие деления не создают новых Т-образных соединений и останавливают образование новых межклеточных пространств.
Именно этот баланс между двумя типами делений определяет окончательный размер, форму листа и эффективность фотосинтеза.
Ключевой регулятор
Ученые установили, что баланс плоскостей деления контролируется белком CLASP. У растений с нефункциональным CLASP этот баланс нарушается, что приводит к дезорганизации мезофилла и, вероятно, снижает способность к фотосинтезу.
Значение работы
Исследование раскрывает связь между фундаментальным процессом клеточного деления и формированием критически важных фотосинтезирующих клеток. В дальнейшем группа планирует изучить, как ориентация деления влияет на окончательный размер и форму клеток, определяя функциональность листьев.