Ученые раскрыли механизм защиты клеток растений от повреждений. В ходе генетического анализа печеночницы Marchantia polymorpha и резуховидки Arabidopsis thaliana исследователи выявили, что белок ATG8 встраивается в мембрану вакуоли, за счет чего обеспечивает ее целостность при повреждении клеточной стенки. Результаты опубликованы в журнале Nature Plants.
Клетки растений обладают сложной системой поддержания формы, основанной на взаимодействии двух основных элементов: клеточной стенки и вакуоли. Клеточная стенка представляет собой прочную, но гибкую структуру, которая образует основной каркас растительной клетки. Она обеспечивает защиту и опору, позволяя растению сохранять свою структуру.
Внутри клетки находится вакуоль — крупная емкость, заполненная водой. Она оказывает давление на клеточную стенку, подобно тому, как вода давит на стенки воздушного шара. Это давление, известное как тургор, придает растению жесткость, упругость и четкую форму. Однако если клеточная стенка повреждается, вакуоль может разорваться из-за высокого внутреннего давления, что может привести к гибели клетки.
Исследователи провели анализ генетической информации, а также наблюдали жизнедеятельность растений при различных условиях на растениях Marchantia polymorpha и Arabidopsis thaliana, чтобы изучить, как клетки растений защищают вакуоли от разрыва при повреждении клеточной стенки. Они искали механизмы, которые позволяют вакуолям сохранять целостность при резких изменениях давления.
Исследователи установили, что ATG8, обычно находящаяся в небольших пузырьках, участвующих в аутофагии (переваривании клеточного содержимого самой клеткой), быстро перемещается к мембране вакуоли при нарушении целостности клеточной стенки. В ходе экспериментов любые изменения в этом процессе блокировали перемещение ATG8 к мембране вакуоли, что приводило к разрыву вакуоли и гибели клетки.
Команда намерена продолжить изучение того, как растительная клетка ощущает повреждение клеточной стенки, а также как именно встраивание ATG8 защищает целостность вакуолей.
«Разгадка этого процесса будет важна для понимания того, как растительные клетки защищаются от внешних воздействий, таких как патогены и изменения условий среды. Мы проверим, помогает ли ATG8 растягивать мембрану вакуоли, чтобы она могла выдержать разницу в давлении, или, наоборот, ATG8 помогает изолировать и удалять поврежденные участки мембраны», — говорит Хосе Хулиан из Института Грегора Менделя Австрийской академии наук.
Автор: Оксана Герцен.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
