Японские ученые обнаружили белок, который помогает растениям чувствовать гравитацию с помощью специализированных органелл — статолитов. Без этого белка растения имеют «ленивый» фенотип: их корни и стебли растут распластанно, а не по вектору силы тяжести. Исследование опубликовано в журнале Science.
Растения способны ориентировать свой рост по вектору силы тяжести: их корни растут вниз, а стебли — вверх. Так как понятия «верх» и «низ» относительны, на самом деле растения чувствуют гравитацию. Для этого у них есть специализированные клетки — статоциты. В них есть плотные органеллы — статолиты, которые оседают в нижней части клетки и позволяют определить направление вектора силы тяжести. У растений статолиты представлены амилопластами — это органеллы, способные синтезировать гранулы крахмала.
Уже около века ученых волнует вопрос, как именно растения воспринимают гравитацию. В 2018 году японские ученые установили, что белки LAZY1-LIKE (LZY) играют ключевую роль в этом процессе в модельном растении, резуховидке Таля. Тогда исследователи выяснили, что эти белки локализуются на полюсе клеточной мембраны со стороны действия силы тяжести. Теперь ученые воспользовались различными методами визуализации живых клеток, с помощью которых они выяснили, что белки LZY присутствуют не только в мембране рядом с амилопластами, но и в самих амилопластах. Такое расположение белков важно для передачи сигналов о гравитации. Это говорит о том, что белки LZY играют ключевую роль в восприятии растениями гравитации. Они являются сенсорами гравитации, которые передают информацию о ней от мембраны к статолитам.
Изначально ген, кодирующий белок LAZY1, был найден в мутантах риса. Этот ген также встречается у многих других наземных растений. Без этого белка или при мутациях в нем в растениях наблюдается так называемый «ленивый» фенотип: корни и стебли растут распластанно, а не по направлению вектора силы тяжести.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
