Учёные открыли важный механизм регуляции направления роста растительных клеток

Учёные обнаружили важный механизм в растительных клетках, который регулирует направление их роста. Это открытие может помочь в создании более урожайных сельскохозяйственных культур или увеличении размера растений, выращиваемых для производства биотоплива.

Команда из Манчестерского университета, финансируемая BBSRC, показала, как регулируется построение белковых каркасов (скаффолдов) в клетке для создания определённых форм, позволяющих клетке расти в конкретных направлениях.

Растительные клетки могут увеличиваться до 1000 раз от исходного размера, а их рост и форма определяются направлением расширения. Клеткам корней или стеблей необходимо расширяться в определённом направлении для правильного развития растения.

Ключевую роль в этом процессе играет распределение целлюлозы — прочного соединения, формирующего клеточную стенку. Белковый каркас внутри клетки, называемый микротрубочковой сетью, диктует организацию целлюлозы в стенке, образуя «рельсы», которые направляют её размещение.

Ранее было установлено, что микротрубочки организуются в упорядоченные структуры, а плохо выровненные микротрубочки удаляются ферментом катанином.

Исследователи продемонстрировали, что белок SPIRAL2 регулирует место и время «разрезания» микротрубочек. В зависимости от требуемой растением организации микротрубочек, SPR2 либо остаётся неподвижным, предотвращая разрезание микротрубочек катанином, либо постоянно движется вдоль них, обнажая участки для катанина. Это приводит к разрезанию микротрубочек и формированию упорядоченных структур.

Это первый описанный растительный белок, который определяет организацию микротрубочек, регулируя место и время их разрезания катанином.

Профессор Саймон Тёрнер, руководивший исследованием: «Эта работа отвечает на важные фундаментальные вопросы о росте клеток и формировании микротрубочек и потенциально даёт нам возможность предсказуемо изменять их паттерны. В будущем это может позволить манипулировать развитием растений, создавая более эффективные кроны или более прочные короткие стебли. Это также может стать способом увеличения биомассы растений для повышения урожайности или получения сырья для производства биоэнергии».

Статья 'SPIRAL2 Determines Plant Microtubule Organization by Modulating Microtubule Severing' опубликована в журнале Current Biology.