Как растения координируют заживление ран

Ученые из Института науки и технологий Австрии (IST Austria) исследовали, как клетки растений заживляют раны. В результатах, опубликованных в PNAS 15 июня, они обнаружили, что гормон ауксин и изменения давления имеют решающее значение для регенерации.

Растительные клетки неподвижны и не могут изолировать повреждение. Вместо этого соседние клетки размножаются или растягиваются, чтобы заполнить рану. В этом точном процессе каждая клетка «решает», растягиваться ей или делиться. Однако причины этого выбора оставались неясными.

Ученые из группы профессора Иржи Фримла установили, что путь регенерации направляется ауксином и давлением.

Для исследования они повредили корень резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) лазером и наблюдали за клетками во время регенерации под микроскопом. Они обнаружили, что гормон ауксин, необходимый для роста и развития растений, также играет ключевую роль в заживлении ран. Он накапливается в клетках, непосредственно прилегающих к ране, и способствует реакции на повреждение.

Когда ученые искусственно меняли количество ауксина, либо никакие клетки, либо слишком много клеток реагировали на рану. Этот несогласованный процесс иногда даже приводил к опухолевидному вздутию корня.

«Только точная координация множества клеток по всей ткани дает четкий и локализованный ответ на рану», — объясняет Лукас Хёрмайер, ведущий автор исследования.

Кроме того, команда зафиксировала изменение давления внутри растения, вызванное разрушением клеток в ране. Когда ученые снижали клеточное давление перед разрезом, разница давлений исчезала, и регенерация ослабевала.

Наблюдая за регенерацией и изменяя ее с помощью химических обработок, ученые определили концентрацию ауксина и изменения давления как управляющие процессы. Эти результаты углубляют понимание того, как корни заживляют раны и, следовательно, выживают в песчаной почве или при наличии травоядных, атакующих корни.