Ген SABRE помогает клеткам растений ориентироваться в пространстве

Исследование Стефано Пьетры показывает, что ген SABRE необходим растениям для координации полярности их клеток. Этот ген «сообщает» всем клеткам в определённой области, где верх, а где низ, и как им следует изменять свою форму соответственно.

Рост растительных клеток часто координируется в пределах слоя ткани — концепция, которую учёные называют планарной полярностью.

«Как клетки на большой площади получают информацию, чтобы сориентироваться сходным образом, до сих пор не совсем ясно, но моё исследование выявляет нового участника этого процесса — ген SABRE», — говорит Стефано Пьетра.

Он проанализировал положение маленьких волосков на клетках корня модельного растения Arabidopsis thaliana. Эти волоски растут с определённой ориентацией — подобно волоскам на коже животных и человека, которые все направлены в одну сторону. Ориентацию волосков легко наблюдать, и её анализ даёт представление о механизмах координации клеточной полярности в других частях организма.

Помимо координации полярности клеток, SABRE также обеспечивает аккуратное деление клеток, формируя длинные прямые ряды, выровненные по направлению роста корня. Если ген SABRE не функционирует, деления клеток происходят не перпендикулярно направлению роста корня, клеточные ряды искривляются, и общая морфология корня нарушается.

Ещё одна роль SABRE — стабилизация паттерна (узора) поверхности корня, то есть согласованного решения всех клеток в ряду, расти ли волоску или нет. Этот выбор управляется механизмами, контролирующими, как изначально идентичные клетки дифференцируются и приобретают специфические формы и функции, — важнейший процесс для всех многоклеточных организмов.

Точный механизм работы SABRE пока неясен, но Стефано Пьетра обнаружил, что ген влияет на организацию цитоскелета растения — каркаса из мелких и очень динамичных филаментов и тубулинов, который контролирует многие клеточные процессы, включая приобретение формы и рост. Таким образом, организация цитоскелета может быть важна для координации полярности клеток и определения их судьбы у растений.

Не только растения, но и животные, и люди нуждаются в механизмах ориентации клеток и указания им направления роста; когда эти механизмы не работают, организмы испытывают серьёзные проблемы в развитии и часто погибают преждевременно.

Гены, подобные SABRE, присутствуют у многих видов, включая человека, но их функция до сих пор неизвестна.

«Обнаружив одну из функций SABRE у растений, моё исследование может помочь в изучении похожих генов у других видов. Оно также открывает путь для будущих исследований роли цитоскелета и точной взаимосвязи между SABRE и цитоскелетом».