Ученые раскрыли молекулярный механизм, влияющий на симметричную форму столбика у растений

Симметричная форма органов растений критически важна для их выживания, поскольку напрямую влияет на функцию. Понимание механизмов, лежащих в основе этих форм, может помочь сделать сельскохозяйственные культуры более устойчивыми и продуктивными.

Исследовательская группа доктора Лайлы Мубайидин из John Innes Center сделала ключевой шаг в раскрытии этих механизмов. В статье, опубликованной в Nature Plants, они описывают молекулярный механизм, влияющий на симметричную форму столбика — части женского репродуктивного органа растения, которая вместе с рыльцем служит местом приема пыльцы.

Ключевые открытия:

• Динамику удлинения столбика контролируют два фермента: SECRET AGENT и SPINDLY.
• Эти ферменты активируют транскрипционный фактор растения SPATULA через процесс O-гликозилирования — добавления двух сахарных модификаций к белку.
• Это пример посттрансляционной модификации, которая происходит на уровне белка (третий этап центральной догмы молекулярной биологии), что проливает новый свет на такие процессы в природе.
• Эксперименты с мутантными растениями, у которых эти ферменты были удалены, подтвердили их ключевую роль: у таких растений развивались резко недоразвитые столбики.

Значение исследования:

• Д-р Мубайидин: «Мы обнаружили новый механизм, играющий ключевую роль в развитии формы столбика... Теперь мы понимаем механизм, который позволяет этому происходить».
• Д-р Цзян Юйсян (первый автор): Поскольку сходные биологические процессы и консервативные молекулярные игроки присутствуют как в растительном, так и в животном царстве, это исследование раскрывает фундаментальный механизм, который может использоваться в целом для оркестровки морфогенеза органов и установления симметрии у высших эукариот.
• Проф. Энтони Додд: «Это новаторское исследование... показывает, что новый тип посттрансляционной модификации необходим растениям для производства фертильных цветков, и открывает возможность того, что этот механизм задействован в многочисленных регуляторных процессах по всей жизни».