Как клетки растений регулируют рост: впервые показано на практике
Исследователи впервые показали, как клетки в многоклеточном организме — растении — определяют свой размер и регулируют рост во времени. Результаты опровергают предыдущие теории в этой области и могут иметь значение для будущего сельского и лесного хозяйства, так как раскрывают один из факторов, определяющих размер растений и плодов.
Механизм поддержания размера клеток
Исследование впервые проведено на многоклеточном организме. Учёные показали, что механизм поддержания размера клеток в поколениях представляет собой комбинацию того, что ранее было обнаружено у дрожжей и бактерий.
- Дрожжи: делятся при достижении критического размера.
- Бактерии (например, E. coli): увеличиваются на постоянный объём между делениями, что приводит к выравниванию размера клеток в следующих поколениях.
Методология исследования
Объектом изучения стала апикальная меристема резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Для отслеживания деления и роста клеток в живом растении использовалась конфокальная микроскопия.
Были разработаны:
- Новые флуоресцентные маркеры и протокол микроскопии.
- Новые вычислительные алгоритмы для идентификации, сегментации и отслеживания клеток во времени.
Это позволило количественно оценить размер и рост клеток с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде, и протестировать математические модели гипотез о правилах определения размера клеток.
Значение и дальнейшие исследования
Ранее та же группа учёных показала, что размер меристемы важен для количества присутствующих стволовых клеток. Сейчас они исследуют, влияет ли размер меристемы на размер самого растения.
Этот междисциплинарный метод открывает путь к пониманию биологии на значительно более детальном уровне.