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

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка