Исследование плазмодесм раскрывает механизм роста растительных клеток

Плазмодесмы — каналы в клеточных стенках растений, обеспечивающие транспорт молекул между клетками, что критически важно для их роста и развития. Долгое время оставалось загадкой, как формируются эти ключевые структуры.

Международная группа учёных, включая доцента Амита Джоши, опубликовала в журнале Science новые данные о механизме их образования.

Джоши, ранее обнаруживший два белка, формирующих трубчатые структуры эндоплазматического ретикулума (ЭПР) в клетках млекопитающих, был приглашён к сотрудничеству профессором Эммануэль Байер (Университет Бордо, Франция). Целью было выяснить, выполняют ли аналогичные растительные белки ту же функцию.

Ключевые эксперименты и открытия:

  • Для проверки гипотезы растительные белки MCTP были введены в клетки дрожжей.
  • Эксперимент показал, что эти белки также способны формировать трубки из мембраны ЭПР.
  • Более того, было обнаружено, что данные белки концентрируются именно в области плазмодесм.

Исследование, сочетавшее генетический анализ, высокоразрешающую микроскопию и моделирование, выявило механизм:

  1. Мосты плазмодесм формируются в результате неполного процесса клеточного деления.
  2. Непрерывные соединения внутри эндоплазматического ретикулума препятствуют полному завершению некоторых клеточных событий.
  3. В результате определённые области не закрываются полностью во время деления, образуя каналы плазмодесм.

«Во время формирования клеточной пластинки мембрана ЭПР соединяет дочерние клетки через фенестры (небольшие отверстия), а плазматическая мембрана обволакивает эти канальцы, формируя плазмодесмы», — пояснил Амит Джоши. — «Мы показали, что растительные белки **MCTP3, MCTP4 и MCTP6 стабилизируют новообразованные плазмодесмы».

Значение работы:

  • Раскрыт ранее неизвестный механизм стабилизации межклеточных коммуникационных мостов у растений.
  • Полученные данные открывают новые пути для изучения роста растительных клеток, межклеточной коммуникации и передачи сигналов.
  • В настоящее время команда исследует роль аналогичных белков в клетках млекопитающих.