Гибель клеток облегчает рост боковых корней у растений
Исследователи из Университета Умео и Шведского университета сельскохозяйственных наук (SLU) под руководством Ханнеле Туоминен доказали, что запрограммированная гибель определенных клеток в корне облегчает рост боковых корней у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Это открытие указывает, что рост органов у растений и животных может быть более схожим, чем считалось ранее. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Роль клеточной смерти в развитии
- У животных элиминация клеток (например, при формировании пальцев) играет ключевую роль в развитии органов.
- У растений образование новых органов, таких как боковые корни, происходит непрерывно, но роль клеточной смерти в этом процессе была неясна.
Ход исследования и ключевые результаты
Первоначальное наблюдение: Ученые обнаружили активацию генов, указывающих на запрограммированную гибель клеток, в клетках, покрывающих зачатки будущих боковых корней.
Микроскопическое подтверждение: С помощью красителей и флуоресцентных маркеров, чувствительных к pH, было доказано, что эти клетки действительно отмирают (при гибели части клетки закисляются).
Работа с мутантом: Исследователи изучили мутант резуховидки, лишенный белка, регулирующего гибель клеток. У этого мутанта рост боковых корней был замедлен.
Восстановление нормального роста:
- Генетический метод: В мутант ввели ген млекопитающего, индуцирующий гибель клеток, и направили его действие только на целевые клетки. Это восстановило нормальный рост боковых корней.
- Физический метод: С помощью оптических пинцетов (сфокусированного лазерного луча) ученые ранили целевые клетки у мутанта, индуцируя их гибель. Через три часа после повреждения клетки погибали, а рост боковых корней у мутанта значительно ускорялся.
Вывод
Исследование впервые четко демонстрирует, что запрограммированная гибель определенных клеток необходима для нормального и своевременного формирования боковых корней у растений, проводя параллель с аналогичными процессами в развитии органов у животных.