Неравномерное распределение гормонов в растениях регулирует деление и рост клеток
Новое исследование международной команды биологов растений, возглавляемой учёными из Центра системной биологии растений VIB-Университета Гента, раскрыло ключевые детали роли брассиностероидов — важнейших растительных гормонов — в регуляции деления и роста клеток. Результаты, опубликованные в журнале Cell, дают всестороннее понимание того, как эти гормоны влияют на развитие на клеточном уровне.
Исследование под руководством профессора Дженни Русиновой (VIB-Университет Гента) в сотрудничестве с лабораторией покойного Филипа Бенфея (Университет Дьюка) и последующей работой профессора Тревора Нолана (Калифорнийский технологический институт) изучало динамику ключевых компонентов передачи сигнала брассиностероидов в корневом меристеме.
Ключевые открытия:
- После симметричных антиклинальных делений компоненты сигнального пути распределяются неравномерно между дочерними клетками.
- Это приводит к преимущественной экспрессии ферментов биосинтеза брассиностероидов в нижней дочерней клетке после деления.
- Такая асимметричная гормональная сигнализация необходима для роста и развития корня.
«Мы обнаружили, что во время деления клетки брассиностероиды распределяются неравномерно между новообразованными клетками. Это означает, что одна клетка получает усиление гормональной активности, а другая поддерживает производство гормонов», — говорит соавтор исследования доктор Неманя Вукашинович.
Методология и механизм:
Используя инновационную комбинацию RNA-секвенирования отдельных клеток и долгосрочной визуализации живых клеток, команда отследила колебания сигналинга брассиностероидов в разных фазах клеточного цикла.
- Сигналинг достигает пика в G1-фазе и снижается во время митоза.
- Это указывает на критическое временное окно для гормонального действия в развитии растительной клетки.
Значение и перспективы:
Понимание динамики передачи сигнала брассиностероидов помогает понять, как растения растут, адаптируются к окружающей среде и эффективно используют ресурсы.
«Понимание того, как работает сигналинг брассиностероидов в связи с клеточным циклом, открывает новые пути для управления ростом и развитием растений», — заявила профессор Русинова.
Это знание закладывает основу для биотехнологических применений в улучшении сельскохозяйственных культур и повышении их устойчивости в условиях меняющейся среды, что особенно важно в контексте растущего мирового спроса на продовольствие.