Учёные выявили механизм, с помощью которого клетки растений получают сообщения от соседей

Исследователи из Вашингтонского университета обнаружили механизм, который клетки растений используют для обработки сложных и противоречивых сигналов от соседних клеток. Результаты опубликованы 17 июня в журнале Nature.

Команда под руководством профессора биологии Киоко Тории изучала, как растения определяют расположение устьиц — крошечных отверстий на поверхности, критически важных для газообмена и регулирования воды.

Ключевые сигналы:

• Стомаген (Stomagen) — белок, способствующий образованию устьиц.
• EPF2 — белок-мессенджер, подавляющий образование устьиц.

Ранее было известно, что оба сигнала влияют на развитие устьиц, но оставалось неясным, как клетки их "интерпретируют".

Механизм конкуренции

Исследователи работали с растением Arabidopsis thaliana и обнаружили, что Стомаген и EPF2 конкурируют за связывание с одними и теми же рецепторными белками на поверхности клетки. В зависимости от того, какой сигнальный белок свяжется, рецептор передаёт внутрь клетки противоположное сообщение:

• Связывание Стомагена → сигнал создать устьице.
• Связывание EPF2 → сигнал подавить развитие устьица.

Этот тип антагонистической сигнализации, когда два противоположных сигнала конкурируют за один рецептор, ранее был описан у животных, но впервые обнаружен у растений.

Значение открытия

Открытие объясняет, как клетки растений обрабатывают конфликтующие сигналы извне для достижения равномерного распределения устьиц, что жизненно важно для фотосинтеза и водного баланса. Примечательно, что Стомаген и EPF2 структурно очень похожи, но их небольшие различия приводят к противоположным клеточным ответам.

Исследование закладывает основу для понимания того, как про- и анти-устьичные сигналы действуют внутри клетки после передачи.