В отсутствие воды растения увядают и сбрасывают листья, но после полива стебли восстанавливают силу, а листья распускаются. Такое резкое изменение – явный сигнал к заботе о них, демонстрирующий тонкий баланс на клеточном уровне, который определяет жесткость растений.
Растениям помогает поддерживать форму уникальный баланс двух частей: прочная и эластичная клеточная стенка формирует основу, а заполненная водой вакуоль действует как гидробаллон, прижатый к стенке. Нежное давление внутри и снаружи вакуоли даёт растениям силу, гибкость и возможность расти вверх, не ломаясь под своим весом. сообщает Институт молекулярной биологии растений имени Грегора Менделя.
Повреждение клеточной стенки может нарушить баланс. Вакуоль, находящаяся под высоким давлением, может лопнуть и выпустить содержимое, что приведет к гибели клетки. Хотя механизмы быстрого восстановления клеточной стенки хорошо изучены, мало известно о том, как вакуоль защищается от разрыва при резких изменениях давления.
Команда Дагдаса провёл генетический и функциональный анализ для ответа на этот вопрос. Marchantia polymorpha и Arabidopsis thalianaУченые обнаружили механизм контроля качества, работающий по принципу консервации. При повреждении клеточной стенки молекула ATG8 присоединяется к мембране вакуоли. Исследователи установили, что ATG8, обычно локализованный в маленьких везикулах, участвующих в аутофагии (процессе очистки клеток от испорченных или лишних компонентов), быстро перемещается к мембране вакуоли при разрушении клеточной стенки.
Любые отклонения от предложенного пути мешают доставке ATG8 к вакуольной мембране, вызывая разрушение вакуоли и гибель клетки. Полученные данные опубликованы в журнале Nature Plants.
Группа исследователей собирается продолжить изучение механизмов восприятия растительной клеткой повреждения клеточной стенки и роли конъюгации ATG8 в защите вакуолей. По словам Хосе Хулиана, соавтора исследования, понимание этого процесса важно для изучения способов защиты клеток от внешних воздействий, например, патогенов и экологических стрессоров. Будет проверено, помогает ли ATG8 растягивать мембрану вакуоли для выдерживания разницы давлений или же изолирует и удаляет поврежденные участки мембраны.
[Фото: José Julian / GMI]