Ученые из университета Хельсинки (Финляндия) и их голландские коллеги под руководством Ари Пекка Мякёнена (Ari Pekka Mähönen) разбирались в том, что регулирует и определяет рост корней. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature.
В процессе роста растения формируются три зоны: меристема (где происходит деление клеток), роста и дифференциации. Одновременно растения могут быстро изменить направление роста, приспосабливаясь к условиям окружающей среды, например, когда им приходится огибать препятствие. Проблема состоит в том, что для того, чтобы корень смог развернуться, его клеткам приходится изменять свои функции. И до сих пор было непонятно, как это происходит.
«В клетках корня содержатся специальные гормоны роста ауксины и транскрипционные факторы PLETHORA. Последние обеспечивают деление клеток в меристеме. Больше всего белков PLETHORA находится в стволовых клетках. Мы знали, что они вместе обеспечивают рост корней», — объясняет Ари Мякёнен. А вот в других клетках количество этого белка уменьшается вдвое при каждом делении. В конце концов в клетках выше корня его остается так мало, что клетки перестают делиться вовсе, и тогда они начинают растягиваться и дифференцироваться. Эта внутренняя структура остается неизменной, даже если направление роста резко меняется.
Ауксин, в свою очередь, участвует в процессе роста корня. Пока белка PLETHORA много, этот гормон влияет на деление клеток, когда мало — на рост и дифференциацию. Кроме того, он влияет на деятельность клеток косвенным образом, способствуя транскрипции вышеупомянутого белка. Взятые вместе, эти воздействия стабилизируют структуру и рост корня.
Так вот, как рассказал Мякёнен, «гравитация и другие внешние воздействия могут изменить содержание ауксина в клетках, причем в короткое время. Это, в свою очередь, повлияет на направление роста корня. И растеням важно уподдерживать внутреннюю структуру, направляя корни к потенциальным источникам воды и пищи». В результате нынешнего исследования установлено, что как раз уровень PLETHORA обеспечивает, какого типа клетки и какая зона корня будет находится в данном месте. То есть изменение уровня этого фактора предшествует тому, что корень изменит свое направление.
Фото: Claus Ableiter, CC BY-SA 3.0,Wikimedia Commons
