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

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка