Материнские сигналы регулируют развитие эмбриона у растений

Хотя беременность у людей и развитие семени у растений выглядят по-разному, между ними есть параллели — не в последнюю очередь то, что эмбрион развивается в тесной связи с матерью. У животных известно, что целая сеть сигналов от матери влияет на развитие эмбриона. У растений уже давно было ясно, что материнские сигналы регулируют развитие эмбриона, однако сам сигнал оставался неизвестным — до сих пор. Учёные из Института науки и технологий Австрии (IST Austria), Центральноевропейского технологического института (CEITEC) и Фрайбургского университета обнаружили, что растительный гормон ауксин от матери является одним из сигналов, определяющих паттерн развития эмбриона растения. Их исследование опубликовано в Nature Plants.

«Учёные-растениеводы десятилетиями пытались выяснить природу сигнала между матерью и эмбрионом, — объясняет Йиржи Фримл, профессор IST Austria и один из авторов-корреспондентов. — Мы показываем, что мать является источником ауксина, который регулирует раннее развитие эмбриона». Ауксин — это гормон, играющий множество ролей в развитии растений, и известно, что он регулирует развитие эмбриона. Визуализировав биосинтез и ответ на ауксин, исследователи показали, что материнская ткань, окружающая эмбрион в семени, начинает производить больше ауксина после оплодотворения.

Авторы также показали, что это повышенное производство материнского ауксина критически важно для эмбриона — когда производство ауксина прерывается, эмбрион развивается неправильно. И именно материнский ауксин играет эту важную роль. Когда исследователи провели скрещивание растений так, что мать не производит ауксин, но эмбрион производит, наблюдались те же дефекты в развитии эмбриона — что доказывает, что ауксин от матери является ключевым сигналом развития.

Однако ауксин — не единственный материнский сигнал, влияющий на эмбрион, поясняет Фримл: «Когда мы прекращаем подачу ауксина от матери к эмбриону, эмбрион растёт ненормально, но всё же как-то развивается. Это означает, что должен существовать другой, независимый от ауксина сигнал». Статья является результатом сотрудничества группы Йиржи Фримла, в частности Хелен С. Роберт, бывшего постдока Фримла, а ныне руководителя группы в CEITEC в Брно, и группы Томаса Лаукса из Фрайбургского университета.