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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка