Новый взгляд на деление растительных клеток

Растительные стволовые клетки, как и животные, должны распределять разные материалы между дочерними клетками при делении. Раньше считалось, что растения не используют для этого цитоскелет (сеть микротрубочек), как животные клетки. Новое исследование Стэнфордского университета, опубликованное 6 июля в Science, показывает, что растения всё же используют цитоскелет, но принципиально иным способом.

Механизм "отталкивания" вместо "притягивания"

Исследователи из лаборатории Доминик Бергманн обнаружили, что ключевую роль играют белковые полярные комплексы, которые помогают стволовым клеткам листьев ориентироваться при делении.

• У животных: цитоскелет физически "тянет" нужные материалы в каждую дочернюю клетку.
• У растений: полярный комплекс отталкивает микротрубочки цитоскелета от зоны, где должна строиться новая клеточная стенка.

"Вместо того чтобы использовать цитоскелет, чтобы сказать: 'Делись так!' растения говорят: 'НЕ ДЕЛИСЬ так!'" — объясняет ведущий автор работы Эндрю Мурояма.

Этот механизм нарушает классическое "правило кратчайшей стенки", согласно которому растительные клетки строят самую маленькую (и энергетически выгодную) стенку для деления. Полярный комплекс блокирует строительство в своей зоне, вызывая катастрофу — технический термин для полного разрушения микротрубочек.

"Если какая-нибудь из микротрубочек попытается вторгнуться в мой регион, я заставлю тебя уйти. Я буквально вызову катастрофу", — говорит Бергманн.

Перспективы для адаптации растений к климату

Открытие может помочь в создании растений, лучше адаптирующихся к изменению климата.

• Стволовые клетки принимают решения о том, как реагировать на сигналы среды.
• Полярный комплекс действует как "прораб", который получает эти сигналы, принимает решение о делении и задает его ориентацию.

"Понимание того, как делятся стволовые клетки у растений, может в будущем помочь в инженерных приложениях", — отмечает Мурояма.

Теперь, когда механизм работы "прораба" известен, ученые могут изучить его роль в смежных процессах и найти способы управлять им, чтобы влиять на архитектуру растений или их способность адаптироваться.