Раскрыто действие ауксина на поверхности клеток

Источник: phys.org

Ауксин — растительный гормон, обнаруженный Чарльзом Дарвином около 100 лет назад. В ходе дальнейших исследований ученые выяснили, что эта маленькая молекула является универсальным регулятором и отвечает за множество операций. От ауксина зависит формирование новых листьев, цветов, корней и многое другое. Но как один гормон может выполнять столько разнообразных функций, долгое время о ставалось загадкой. Около 10 лет назад произошел первый важный прорыв в изучении ауксина — была обнаружена система зондирования и сигнализации гормона в ядре клеток растений. Но даже это открытие не давало ответа на все вопросы об универсальности ауксина. Ученые из Университета Калифорнии в Риверсайде (США) обнаружили новый комплекс, связанный с ауксином. Эта система зондирования и сигнализации находится не внутри клетки, а на ее поверхности. По словам руководителя проекта профессора Цзенбяо Яна, это открытие позволяет более полно представить роль гормона в растениях.

В частности, раскрыта многолетняя загадка о том, как действует ABP1 (белок, связывающийся с ауксином) и как он контролирует процессы развития растений. Белок был открыт более 40 лет назад, но до сих пор механизм его действия был неясным. Лаборатория профессора Яна занимается изучением молекулярных механизмов, придающих клеткам эпидермиса в листьях арбидопсиса своеобразную форму, похожую на кусочки пазла. Такая извилистая форма обеспечивает необходимую прочность и целостность плоским и тонким листьям. В предыдущей работе ученые обнаружили, что ауксин активирует образование извилистой формы через белок ABP1 и связанную с ним активацию белков «ROP GTPases». Это основные регуляторные белки, которые действуют как переключатели в стробировании входящих сигналов, поступающих от поверхности клетки. Но было неясно, является ли ABP1 рецептором ауксина на поверхности клетки.

Кроме того, оставалось неизвестным, как именно ABP1 активизирует ROP GTPases. В новой работе исследователи определили, что система зондирования ауксина на поверхности клеток включает ферменты из семейства TMK (трансмембранный рецептор киназы). Эти ферменты широко распространены в эукариотах, и обычно выступают в качестве поверхностных датчиков. Они принимают внеклеточные сигналы и переводят их во внутриклеточные реакции. ABP1 и TMK формируют систему зондирования ауксина на поверхности клетки, и TMK передает внешний сигнал ауксина белкам ROP GTPases, расположенным внутри клеточной мембраны. По мнению другого профессора Университета Калифорнии Наташи Райхель, это открытие позволит получить новые средства для создания инженерных растений с желаемыми морфологическими признаками и закономерностями роста.