Как растения выращивают сильные корни: открыта роль механизма аутофагии

Исследователи из Университета Копенгагена обнаружили, что ключевую роль в росте и развитии корней растений играет механизм клеточной "уборки" — аутофагия. Этот же процесс активируется у людей во время голодания.

Аутофагия как регулятор "сердцебиения" корней

• Рост корней контролируется гормоном ауксином, который создает циклическую активность — своеобразное "сердцебиение" в кончиках корней, повторяющееся каждые 4–6 часов.
• Именно в моменты пика этой активности корень удлиняется, "прощупывая" почву в поисках воды и питательных веществ.
• Ученые выяснили, что аутофагия поддерживает это "сердцебиение" в оптимальном ритме, удаляя клеточные отходы, включая белок ARF7, который регулирует ответ на ауксин.

"Представьте, если бы все мусорщики в Копенгагене объявили забастовку — улицы быстро заполнились бы отходами. То же самое произошло в клетках растений, когда мы отключили аутофагию: "сердцебиение" корней стало слабее и потеряло синхронность", — объясняет руководитель исследования, доцент Элеазар Родригес.

Перспективы для создания устойчивых культур

Открытие может помочь в создании сельскохозяйственных культур, устойчивых к изменению климата:

• Принцип применим ко всем цветковым растениям, включая томаты, картофель, рис, пшеницу и кукурузу.
• Управляя механизмом аутофагии, можно стимулировать растения к формированию более развитой и плотной корневой системы.
• Это позволит растениям эффективнее поглощать воду и питательные вещества, повышая их устойчивость к засухам и наводнениям.

"Чем больше у растений корней, тем больше воды и питательных веществ они могут поглотить, а значит, быстрее и лучше расти. Мы полностью зависим от растений... поэтому крайне важно полностью понимать их, и мы только что сделали большой шаг вперед", — заключает Элеазар Родригес.

Методология: Для изучения роли аутофагии исследователи создали мутантное растение Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля) с отключенным механизмом аутофагии и визуализировали свечение белка ARF7. Это подтвердило, что при нарушении аутофагии ARF7 накапливается в клетках как "отход".