Листья обладают молекулярным компасом

Листья обеспечивают нас пищей, образуют лесные пологи и футбольные поля. Каждый лист вырастает всего из нескольких клеток. Но что направляет эти клетки, чтобы они стали узнаваемыми формами листьев?

Одна из гипотез заключается в том, что сотни клеток в листе скоординированы. Это можно сравнить с внутренним молекулярным компасом внутри каждой клетки. Этот компас придает клетке направленность и может быть скоординирован не магнитным полем, а биохимическим полем, проходящим через весь лист. Этот молекулярный компас, называемый полем полярности, может позволять клеткам координировать рост для формирования окончательной формы листа.

Ранее координация по всему листу предсказывалась компьютерным моделированием, но экспериментальных доказательств существования внутреннего компаса у клеток не хватало.

Лаборатория профессора Энрико Коена хотела проверить, есть ли доказательства скоординированного поля полярности в клетках листа.

Команда впервые использовала модельное растение Arabidopsis thaliana, чтобы получить доказательства того, что клетки скоординированы по всему листу.

Они использовали белок BASL, чтобы выявить внутренний компас в клетках, и обнаружили, что этот белок всегда локализован на конце клетки, ближайшем к основанию листа.

«Использование этого белка для обнаружения поля полярности похоже на включение света в каждой клетке по всей ткани. Это позволяет нам увидеть, что все эти клетки имеют компас, указывающий в одном направлении по всему листу», — объясняет Кэтрин Мэнсфилд, ведущий автор исследования.

«Удивительно, насколько биологические данные поразительно похожи на то, что было предсказано компьютерным моделированием несколько лет назад… Это захватывающе — мы обнаружили, что клетки скоординированы по всему листу. Мы не знаем, как это работает, но это указывает на более глубокий клеточный механизм, направляющий рост».

«Мы также предоставили сообществу биологов растений инструмент, который они могут использовать на разных видах, например, сельскохозяйственных культурах, чтобы понять, как растут и развиваются формы растений. Таким образом мы выясним, является ли, как мы подозреваем, этот молекулярный компас консервативным механизмом в развитии форм растений во всем царстве растений, который мог быть использован разными ветвями эволюции разными способами».