Раскрыт механизм, определяющий размер клеток растений

Источник: wallpro.ru

Длина клеток непосредственно влияет на размер растений и листьев, а также на размер семян. Размер клеток может изменяться под действием различных факторов окружающей среды: освещенности, температуры, влажности и количества питательных веществ. Также этот показатель может варьироваться в зависимости от стадии развития растения. Известно, что молодые побеги растут быстрее и вытягиваются сильнее, чем старые ветки. Японские исследователи из Национального института передовой промышленной науки и технологии (AIST) раскрыли механизм, с помощью которого регулируется размер клеток. В процессе участвуют три белка: PRE1, ACE и AtIBH1. Данные протеины являются транскрипционными факторами, контролирующими функции многих генов.

Белок ACE непосредственно индуцирует удлинение клеток, а AtIBH1 способен ингибировать активность ACE. Белок PRE1 действует косвенным путем, вмешиваясь в деятельность AtIBH1. Конечная величина клетки определяется на основе баланса этих белков — антогонистов. Стоит отметить, что аналогичный механизм антогонистического торможения, но только между двумя факторами, был обнаружен у человека. А вот механизм антогонистического ингибирования трех факторов никогда ранее не фиксировался у растений или животных. Это означает, что японским ученым удалось раскрыть новый, ранее неизвестный механизм управления.

Исследования модельного растения Arabidopsis THALIANA показали, что белок PRE1 в изобилии присутствует в верхушках стеблей и молодые листьях и семенах, в то время как AtIBH1 преобладает в нижней части стебля, старых листьях и зрелых семенах. За счет этого регулируется относительное удлинение различных клеток в каждой стадии роста растений. Использование транскрипционных факторов позволит менять высоту растений, длину листьев, размер цветов и семян, морфологию растений. Результаты нового исследования применимы в различных областях: для повышения эффективности сельского хозяйства, создания крупных растений для производства биотоплива, селекции уникальных декоративных растений. В ближайшее время ученые AIST планируют выяснить, каким образом манипуляции с PRE1, ACE и AtIBH1 влияют на метаболические системы растений.

Рисунок: physorg.com