Как ауксинът, хормон, който контролира много процеси в растенията, стига до местоназначението си

Екип от изследователи от университета във Фрайбург открива как растителният хормон ауксин се транспортира в клетката и как този сигнален път помага да се контролира генната експресия в ядрото. Ауксинът регулира много процеси в растенията: от ембрионално развитие до развитие на органи, до реакции на промени в околната среда. Екипът наскоро публикува своите изследвания в списанието Cell Reports .

сигнални

Според съвременните научни модели ауксинът работи с други протеини, за да изпълни своята функция. Когато съдържанието на ауксин в ядрото се увеличи, рецепторите се свързват в присъствието на ауксинови репресори, инициират разграждане на репресора и позволяват на ауксин-чувствителните транскрипционни фактори да задействат генната експресия. Смята се, че съдържанието на ауксин в ядрото е важно за това, изследователите се фокусираха върху това как ауксинът навлиза в ядрото и как този процес се контролира. Следователно изследователи от университета във Фрайбург си сътрудничат с колеги от Мюнхен и Окаяма, Япония, за да тестват нови флуоресцентни имитиращи ауксин молекули в единични клетки. Тези молекули им позволяват да визуализират натрупването на ауксин в клетката, без да предизвикват никакви свързани с ауксина процеси. По този начин те успяха да покажат, че имитиращите ауксин молекули се натрупват главно в ендоплазматичния ретикулум ER, който представлява система от плоски тубули, която е продължение на ядрената мембрана, пряко свързана с ядрото.

След това екипът проучи как ER, ядрото и други клетъчни части работят заедно, за да абсорбират ауксин в ядрото. Тъй като понастоящем няма адекватни методи за директно измерване на транспорта на ауксин между различни отделения на клетката, изследователите разработват комбиниран експериментално-теоретичен подход, който им позволява да използват комбинация от микроскопия, количествен анализ на данните и математическо моделиране, за да наблюдават как отделното растение клетките реагират на различни нива на ауксин. Въз основа на резултатите от своите изследвания те стигнаха до заключението, че ауксиновият поток от ER към ядрото представлява важен сигнален път в клетката за регулиране на нивата на ауксин в ядрото и следователно в активираните поддържащи процеси.

Екипът от изследователи включва д-р Кристина Дал Боско, д-р Александър Довженко и проф. Д-р Клаус Палме, всички от Катедрата по физиология на молекулярните растения в Института по биология II, както и д-р Алистър Мидълтън и до ProfDr. Кристиан Флек, и двамата от Центъра за анализ на биологичните системи на ZBSA към Университета във Фрайбург. Д-р Палм също е член на групата за постижения на BIOSS Center for Biological Signaling Studies.