Учёные определили ключевой путь роста растительных клеток

Для растений единственный способ расти — это расширение клеток. В отличие от животных, деление клеток у растений происходит только в крошечной области верхушки корня и стебля, что делает расширение клеток критическим путём к увеличению размеров.

Команда учёных из Университета Висконсин-Мэдисон сообщает об открытии гормона и рецептора, контролирующих расширение клеток у растений.

В статье в журнале Science группа под руководством биохимика Майка Сассмана описывает сигнальный путь, регулирующий расширение клеток корня у растений Arabidopsis — модельного организма, родственного капусте и горчице.

Значение открытия

Это первый подобный путь, обнаруженный для царства растений, раскрывающий детали того, как конкретный гормон связывается с клеткой и влияет на её рост. Открытие может предвещать новые способы стимулирования и регулирования роста растений, включая сельскохозяйственные культуры.

Фундаментальное отличие от животных

У животных механизмы роста клеток изучены лучше из-за их роли в здоровье человека (например, связь с раком). У растений клеточное деление (митоз) происходит в основном в меристеме. После деления клетки проходят запрограммированный паттерн расширения и дифференцировки, оставаясь неподвижными из-за жёстких целлюлозных клеточных стенок.

Новый сигнальный путь

Исследование описывает гормон, секретируемый растением, и поверхностный рецептор — протеинкиназу. Гормон использует этот рецептор, чтобы влиять на способность клетки к удлинению, что необходимо для развития корней, стеблей, листьев.

Масштаб явления

У Arabidopsis около 30 000 генов. Из них около 450 кодируют белки, действующие как рецепторные протеинкиназы клеточной поверхности. Это большое семейство, вероятно, играет роль во многих аспектах метаболизма, роста и развития растений.

Важность регуляции роста для растений

Способность регулировать рост жизненно важна для выживания растений. Будучи укоренёнными и не имея подвижной иммунной системы, как животные, растения на угрозы (патогены, насекомые) могут реагировать только изменением скорости роста.

Как отмечает Сассман, это открытие — «верхушка айсберга. Существует ещё около 430 регулируемых рецепторными киназами путей, о которых мы ничего не знаем».