Новый механизм сенсорики клеточной стенки растений

Международная группа исследователей обнаружила новую роль рецепторной киназы FERONIA у растения-модели Arabidopsis. Она действует как сенсор в клеточной стенке растения, помогая поддерживать её целостность и защищать растение от стрессов.

Авторы во главе с Элис Чунг из Массачусетского университета в Амхерсте и Хосе Диннени из Института Карнеги и Стэнфордского университета показали, как FERONIA необходима для клеточных реакций, обеспечивающих выживание при высоком засолении. Результаты опубликованы 5 марта в журнале Current Biology.

Ключевые выводы:

  • Клеточная стенка — это высокодинамичная структура, постоянно ощущающая условия окружающей среды.
  • FERONIA — важнейший компонент коммуникации «стенка–клетка». Без неё клеточная стенка теряет способность к сенсорике.
  • Засоление вызывает размягчение клеточной стенки.
  • Мутантные растения, лишённые гена FERONIA, не чувствуют потери целостности стенки и не запускают необходимые защитные механизмы. Это приводит к разрыву клеток корня, в то время как нормальные растения восстанавливают рост.

Ход исследования:

  1. Лаборатория Чунг очистила белок FERONIA и с помощью анализов установила его взаимодействие с фрагментами клеточной стенки (полимер пектин) — необходимое условие для работы в качестве «сенсора».
  2. Французская группа провела атомно-силовую микроскопию для оценки прочности клеточной стенки.
  3. Немецкая группа проанализировала ответы, связанные с ионами кальция, которые важны для поддержания целостности стенки при солевом стрессе.

Значение:

  • Высокая засолённость почв — серьёзная проблема, снижающая урожайность. Понимание механизмов устойчивости растений к соли важно для решения вопросов производства продовольствия.
  • Ранее считалось, что FERONIA участвует только в репродукции растений. Работа 2010 года показала её роль в разнообразных процессах роста и выживания.
  • Текущее исследование подтверждает, что FERONIA действует как «командный центр» или центр коммуникации для множества процессов, отчасти потому, что связывается с клеточной стенкой — передним краем взаимодействия с внешней средой.