Как листья растений растут плоскими

Учёные из EMBL показали, как разные молекулы на верхней и нижней стороне листа сдерживают друг друга, обеспечивая плоский рост.

Механизм регуляции роста

В развивающемся листе клетки формируют две разные ткани по сторонам. Известно, что только клетки верхней стороны производят белки Class III HD-ZIPs. В нижнем слое эти белки подавляются молекулами microRNA165/166. Однако оставалось неясным, как эти микроРНК удерживаются на нижней стороне.

Роль белков Class II

Лаборатории Маркуса Хайслера в EMBL и Сиднейском университете обнаружили, что Class III HD-ZIPs в верхних тканях листа действуют совместно с близкородственными белками Class IIs, чтобы подавлять микроРНК.

Когда постдок Пац Мерело изучила растения Arabidopsis с нефункциональными белками Class IIs, микроРНК перестали подавляться на верхней стороне растущих листьев.

Последствия дисбаланса

Без Class IIs одни только Class IIIs не могут противостоять микроРНК. В результате микроРНК выключают Class IIIs как на нижней, так и на верхней стороне листа. Это приводит к тому, что листья не становятся плоскими, а растут, как стебли.

«Активность Class III HD-ZIPs и микроРНК должна быть идеально сбалансирована с самого начала, чтобы получить хороший лист, — говорит Хайслер. — И маловероятно, что это происходит само по себе: так что же поддерживает этот баланс?»

Дальнейшие исследования

Учёные продолжают работу, изучая, как поддерживается баланс между «верхними» и «нижними» факторами, уточняя механизм совместной работы Class IIIs и Class IIs и исследуя другие молекулы, ограниченные одной стороной растущего листа.

Исследование опубликовано в журнале PNAS.