Гормон заставляет делящуюся клетку растения нарушать закон

Клеточное деление в растениях подчиняется физическому закону, сформулированному в XIX веке и многократно проверенному в двухмерной плоскости. В статье, опубликованной 27 марта в топовом журнале Developmental Cell, исследователи из Вагенингенского университета показали, что этот закон работает и в 3D. Однако гормон ауксин нарушает его, направляя рост для создания организованных растений, которые мы все знаем.

Растения растут за счёт деления клеток. Самое известное правило, сформулированное Лео Эррерой в 1888 году, гласит, что растительные клетки делятся, как мыльные пузыри, по кратчайшему пути, образуя перегородку строго посередине клетки. Таким образом, геометрия клетки определяет новую плоскость деления.

Развитие эмбриона растения в 3D

Хотя такие правила широко применяются (например, в моделях симуляции роста растений), до сих пор их проверяли только в двух измерениях. В этом исследовании команда профессора Дольфа Вейерса из Лаборатории биохимии усовершенствовала существующий 3D-метод анализа и точно визуализировала очень молодые растительные эмбрионы в трёх измерениях. Разработанные симуляционные модели позволили проверить, делятся ли клетки по принципу «кратчайшего пути».

Нарушение правил

«Некоторые деления определённо следуют этому стандартному правилу, — объясняет Дольф Вейерс, — но другие — нет!» Исследователи обнаружили, что деления, отклоняющиеся от нормы, всегда приводят к образованию двух разных типов клеток. «Это асимметричное деление, — продолжает он. — Но, к нашему удивлению, оказалось, что эти деления контролируются растительным гормоном — ауксином». Когда учёные деактивировали этот гормон, все клетки внезапно начали делиться по стандартному правилу. Команда пришла к выводу, что гормон ауксин позволяет клеткам игнорировать стандартное правило.

Эти результаты проливают новый свет на функцию и эффект важного гормона ауксина в развитии растений. «Главный вопрос — как гормону удаётся заставить клетки так бунтовать, — говорит Вейерс. — Хотя мы ещё не ответили на этот вопрос, по крайней мере, теперь мы знаем, что на него есть что ответить».

Контроль клеточного деления — важный первый шаг в развитии новых органов у растений. Исследователи надеются, что лучшее понимание этого процесса поможет разработать новые стратегии для ускорения роста растений.