Молекулярная петля обратной связи для роста растений

Рост растений регулируется гормоном ауксином, который действует как сигнал роста. Его концентрация в ядре клетки критически важна для деления и удлинения клеток, но сильно колеблется из-за внешних факторов.

Исследователи из Университета Фрайбурга и Университета природных ресурсов и наук о жизни (Вена) обнаружили новый механизм, стабилизирующий уровень ауксина.

Ключевой механизм: транспортные белки PILS

Белки PILS транспортируют ауксин в эндоплазматический ретикулум (ЭР), изолируя его от ядра и «глуша» сигнал. Ранее было показано, что количество PILS6 снижается при высоких температурах, что позволяет большему количеству ауксина попасть в ядро и стимулировать рост корней (важно при засухе).

Неожиданное открытие: петля обратной связи

В новом исследовании, используя метод прямого генетического скрининга, учёные искали гены, влияющие на количество белка PILS6 при высоких температурах. Они обнаружили, что ген GASP1 влияет на PILS6, но не является температурозависимым параметром.

Вместо этого выяснилось, что сам ауксин влияет на количество PILS6. Это создаёт петлю обратной связи:

• При высоком уровне ауксина увеличивается количество PILS6, который транспортирует больше ауксина в ЭР, ослабляя сигнал.
• При низком уровне ауксина количество PILS6 уменьшается, и больше ауксина может попасть в ядро.

Этот механизм объясняет, почему не каждое колебание концентрации ауксина меняет программу роста растения, и может быть фундаментальным процессом для стабильного роста.