Растения используют молекулярную скобу для точного сбрасывания цветков и листьев
Когда растения сбрасывают лепестки, листья или плоды, на месте отделения остаётся открытый срез, уязвимый для инфекции. Биологи из DGIST и IBS выяснили, как растения регулируют этот процесс и защищаются. Результаты опубликованы в журнале Cell.
Для отделения органов необходимы специфические ферменты, разрушающие клеточную стенку. Однако, в отличие от заживления ран, растения используют иной механизм для защиты места отделения.
Зона отделения (абсциссии) состоит из двух типов соседних клеток:
- Клетки-остатки (RECs) — остаются на растении.
- Клетки-отделения (SECs) — отрываются вместе с органом.
Исследователи на модели Arabidopsis thaliana обнаружили, что SECs образуют 2–3 слоя лигнина с сотоподобной структурой. Эта структура выполняет две ключевые функции:
- Служит молекулярной скобой, удерживающей SECs вместе при отделении.
- Ограничивает область действия ферментов, разрушающих клеточную стенку, обеспечивая точность абсциссии.
«Разделение должно быть точным и минимальным, так как этот процесс временно повышает уязвимость к опасностям окружающей среды», — поясняет ведущий автор исследования Джун М. Квак.
Сразу после отделения SECs, RECs формируют тонкую клеточную стенку. Для её защиты клетки покрывают себя слоем кутина, обычно характерного для эпидермальных клеток. Это указывает на смену идентичности RECs, что особенно интересно, так как считалось, что спецификация эпидермальных клеток ограничена эмбриональной стадией.
Образование кутинового слоя отличается от механизма заживления ран у растений, где защитный барьер формируется из пробки (суберина). Связь между этими двумя процессами остаётся неясной.