Новый сигнальный путь защищает стволовые клетки корней растений от солевого стресса
Международная группа исследователей обнаружила у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) механизм, обеспечивающий защиту от солевого стресса для чувствительных стволовых клеток в меристеме кончика корня.
- Проблема засоления: Высокое содержание солей натрия в почве угнетает рост растений и является одной из серьёзных угроз для продовольственной безопасности, особенно в засушливых регионах.
- Уязвимость меристемы: Меристема корня, обеспечивающая постоянное образование новых клеток и рост, особенно чувствительна к стрессу, так как её клетки не имеют вакуолей для утилизации вредных веществ.
Ключевое открытие: Растения могут целенаправленно защищать от токсичного действия соли определённые группы клеток, в частности, стволовые клетки корня.
Механизм защиты
Обнаруженный сигнальный путь объединяет компоненты известных путей ответа на солевой стресс с сигнальными белками, контролирующими развитие корня.
- В меристеме: Специальный фермент —
рецептор-подобная киназа GSO1 — активируется при
солевом стрессе и запускает "натриевый насос".
- GSO1 активирует киназу SOS2.
- SOS2, в свою очередь, активирует транспортный белок SOS1, который выкачивает ионы натрия из клетки через клеточную мембрану, обменивая их на протоны.
- В сосудистой ткани: GSO1 также помогает
предотвратить избыточное проникновение солей во внутренние проводящие
ткани корня.
- Повышенное содержание GSO1 в клетках, формирующих Каспариеву полоску (механический барьер), усиливает её защитную функцию.
Научная значимость
- GSO1 — известный в биологии развития растений белок, впервые показана его ключевая роль в солеустойчивости.
- Он активирует "насос" SOS1 через альтернативный сигнальный путь, предположительно независимый от кальция, что отличает его от других известных адаптивных ответов на солевой стресс.
Методы: Открытие сделано путём сравнения мутантов резуховидки, изучения белковых взаимодействий, масс-спектрометрии и высокоразрешающей микроскопии.
Публикация: The EMBO Journal.