Ученые раскрыли механизм роста пыльцевых трубок у растений

Новое исследование, опубликованное в журнале eLife, объясняет, как фермент KATANIN обеспечивает правильный рост пыльцевых трубок у цветковых растений.

Исследование на Arabidopsis thaliana показало, что KATANIN регулирует механические свойства клеточной стенки папиллярных клеток. Это предотвращает хаотичный рост пыльцевой трубки и позволяет ей найти верный путь к женским тканям растения. Полученные данные позволяют предположить, что KATANIN сыграл ключевую роль в эволюционном успехе цветковых растений.

Для образования семян мужские гаметы (содержащиеся в пыльцевом зерне) должны достичь женских гамет в семяпочках. Когда пыльцевое зерно попадает на папиллу (вытянутую клетку на поверхности пестика), оно образует трубку. Эта трубка сначала растет внутри клеточной стенки папиллы, создавая физическое давление на клетку, а затем продолжает рост в межклеточном пространстве нижележащих тканей.

"Нас поразило, что независимо от положения цветка, пыльцевая трубка всегда растет к основанию папиллы, в направлении семяпочки. Мы хотели изучить механизмы, обеспечивающие эту правильную ориентацию", — говорит ведущий автор Люси Ригле.

Команда показала, что фермент KATANIN, который разрезает микротрубочки, также влияет на ориентацию целлюлозных микрофибрилл. Это придает клеточной стенке папиллы необходимые механические свойства для корректного направления роста пыльцевой трубки.

"Заставляя пыльцевые трубки с самого начала выбирать правильное направление в папилле, KATANIN, вероятно, сыграл важнейшую роль в успехе цветковых растений, способствуя оплодотворению", — объясняет старший автор Тьерри Год. — "Поскольку KATANIN присутствует в большинстве организмов, включая человека, возможно, этот фермент регулирует механические свойства и в других процессах".