Как растения защищают вакуоли?

В засушливые периоды листья растений поникают, а после полива вновь поднимаются. Такой эффект связан с управлением внутренним давлением в клетках, где главную роль играет гибкая, но прочная клеточная стенка и крупная вакуоль, наполненная водой. При достаточном количестве влаги вакуоль давит на стенку, сохраняя упругость, однако даже небольшая утечка или повреждение может привести к катастрофическим последствиям.
Как растения защищают вакуоли?
Изображение носит иллюстративный характер

Исследователи обратили внимание на проблему разрыва вакуолей: при нарушении целостности клеточной стенки из-за внешних факторов весь водяной "баллон" внутри клетки может лопнуть и вызвать гибель клетки. Механизм оперативной защиты клетки от такого разрыва долгое время оставался загадкой, хотя про быструю починку самой клеточной стенки было известно значительно больше.

Группа Дагдаса решила разобраться в этом вопросе с помощью генетических и функциональных исследований на Marchantia polymorpha и Arabidopsis thaliana. Учёные обнаружили универсальный механизм, при котором молекула ATG8 "пришивается" к мембране вакуоли сразу после нарушения клеточной стенки. Процесс, названный ATG8-иляцией, оказался критически важным для того, чтобы вакуоль не разрушалась при резком скачке внутреннего давления.

Оказалось, что в нормальных условиях ATG8 находится в небольших везикулах, связанных с функцией аутофагии. При опасном изменении давления бериологичная молекула быстро перемещается на мембрану вакуоли. Если подопытным растениям блокировали способность перенаправлять ATG8, вакуоли действительно чаще разрывались, что приводило к необратимой гибели клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Plants.

Команда планирует определить, как именно растительная клетка улавливает повреждения стенки и каким образом ATG8 защищает мембрану от опасного перепада давления. В качестве гипотез рассматриваются два сценария: первая идея заключается в том, что ATG8 увеличивает эластичность мембраны, помогая ей растягиваться и компенсировать скачки давления; вторая – что эта молекула участвует в удалении или изоляции нарушенных фрагментов мембраны.

«Раскрытие этого процесса будет иметь решающее значение для понимания того, как растительные клетки защищают себя от внешних воздействий, таких как патогены и неблагоприятные условия среды», – отмечает соавтор исследования Хосе Хулиан, постдокторант из лаборатории Ясина Дагдаса. Уточнение механизмов ATG8-иляции может помочь в создании более устойчивых к стрессам культурных растений и в целом расширяет понимание того, как организмы сохраняют структуру в непростых условиях.


Новое на сайте

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка