Разгадан механизм формирования зубчатых краёв у листьев растений
Учёные из Института трансформативных биомолекул (ITbM) Университета Нагои обнаружили ключевой элемент — пептид EPFL2, ответственный за создание зубчатых краёв (листовых зубцов) у листьев. Это исследование раскрывает ранее неизвестный механизм их формирования.
Ключевое открытие
Исследовательская группа под руководством доктора Тосиаки Тамесигэ, доцента Наоюки Утиды и профессора Кэйко Тории обнаружила, что пептид EPIDERMAL PATTERNING FACTOR-LIKE 2 (EPFL2) и его рецепторные белки семейства ERECTA (ERf) контролируют распределение гормона ауксина во время роста листа.
- У растений Arabidopsis thaliana, неспособных синтезировать EPFL2, листья вырастали округлыми, без зубцов, характерных для дикого типа.
- Аналогичный эффект наблюдался у растений с нарушенной функцией рецепторов ERf.
Механизм действия
- Локализация: Пептид EPFL2 синтезируется в углублениях (ложбинках) между будущими зубцами, но отсутствует на их кончиках.
- Взаимодействие с ауксином: EPFL2 подавляет накопление ауксина в областях своего синтеза. Это создаёт чёткую разницу в концентрации ауксина: высокую — на кончиках зубцов, низкую — в ложбинках.
- Обратная связь: Интересно, что и сам ауксин определяет положение синтеза EPFL2: там, где он накапливается, EPFL2 не производится. Эта взаимная негативная регуляция напоминает отношение позитива и негатива на фотоплёнке и является примером обратной связи (feedback control).
Значение и перспективы
- Фундаментальное: Работа впервые описывает конкретный молекулярный механизм (пептид-рецептор), формирующий зубчатый край листа, что объясняет, как создаётся разнообразие форм листьев.
- Прикладное: Открытие открывает возможности для управления формой листьев:
- Будущие цели: Учёные планируют проверить работу этого механизма у других растений и создать математическую модель, позволяющую предсказывать и воспроизводить форму листа с помощью компьютерного моделирования.
Опубликовано в: Current Biology