Augalų ląstelėms stabilizuoti reikalingas vidinis slėgis – šį slėgį užtikrina vakuolės, vandeniu užpildytos organelės, apgaubtos membrana. Pažeidus augalo ląstelės sienelę, vakuolė gali plyšti, o tai vėliau gali sukelti ląstelės mirtį. Yasino Dagdo grupė Austrijos mokslų akademijos Gregoro Mendelio institute (GMI) aprašė anksčiau nežinomą kontrolės mechanizmą, kuris apsaugo vakuolės vientisumą pažeidus ląstelės sienelę.
Augalai nudžiūvę nulinksta ir numeta lapus. Tačiau palaikant trupučiu vandens, jų stiebai atgauna savo stiprumą ir vėl išsiskleidžia lapai. Šis pokytis yra aiškus signalas mums reguliariai griebtis laistytuvo. Tai ir rodo, kaip subtiliai koordinuojami ląstelių lygmens procesai, palaikantys augalo struktūrą.
Augalo audinio stiprumas priklauso nuo dviejų elementų pusiausvyros: stipri, lanksti ląstelės sienelė suteikia struktūrinę atramą, o vakuolė, didelė, vandeniu užpildyta ląstelės ertmė, veikia kaip balionas, suspausdama ląstelės sienelę. Subtilus slėgio balansas tarp vakuolės vidaus ir išorės vienu metu suteikia augalams stiprumo, lankstumo ir gebėjimo augti vertikaliai, nesugriūvant nuo savo svorio.
Ši pusiausvyra gali sutrikti, kai pažeidžiama ląstelės sienelė: staigus slėgio kritimas sukelia vakuolės plyšimą ir turinio išsiskyrimą, o tai vėliau gali sukelti ląstelės mirtį. Nors mechanizmai, užtikrinantys greitą ląstelės sienelės atsistatymą, yra gerai suprantami, šiuo metu labai mažai žinome apie tai, kaip vakuolė yra apsaugota nuo plyšimo staigaus slėgio pokyčio metu.
Norėdama atsakyti į šį klausimą, „Dagdas“ komanda atliko genetinius ir funkcinius tyrimus su modeliniais augalais – paprastoji kepenų žolė ( Marchantia polymorpha ) ir pipirnė ( Arabidopsis thaliana ). Komanda aprašė anksčiau nežinomą kokybės kontrolės mechanizmą: pažeidus ląstelės sienelę, ATG8 molekulė prisijungia prie vakuolės membranos. Šis procesas žinomas kaip ATG8ilinimas . Paprastai ATG8 yra ląstelės pūslelėse ir reguliuoja autofagiją . Tyrėjų komanda dabar parodė, kad pažeidus ląstelės sienelę, ATG8 nedelsiant perkeliamas į vakuolės membraną.
Kitas žingsnis – išsamiau ištirti, kaip augalo ląstelė pajunta ląstelės sienelės pažeidimą ir kaip tiksliai ATG8 apsaugo vakuolės vientisumą. „Šio proceso išaiškinimas padės mums suprasti, kaip augalų ląstelės ginasi nuo išorinių trikdžių, tokių kaip patogenai ir aplinkos įtaka“, – sako Jose Juliánas, tyrimo bendraautoris ir podoktorantūros tyrėjas Yasino Dagdo laboratorijoje. „Mes ištirsime, ar ATG8 padeda vakuolės membranai išsitempti, kad ji galėtų kompensuoti slėgio skirtumą, ar ATG8 padeda izoliuoti ir pašalinti pažeistas membranos dalis.“
originalus leidinys
Vakuolinės membranos ATG8ilinimas apsaugo augalus nuo ląstelių sienelių pažeidimo. Jose?Julian,?Peng?Gao,?Alessia?Del Chiaro,?Juan Carlos?De La Concepcion,?Laia?Armengot,? Marc?Somssich,?Heloise?Duverge,?Marion?Clavel,?Nenad?Grujic,?Roksolana?Kobylinska,?Ingo?Polivka,?Maarten?Besten,?Christian?Dank,?Barbara?Korbei,?Andreas?Bachmair,?Spraina El.Nuria,,S.? Jasinas?Dagdas. Gamta Augalai. DOI: 10.1038/s41477-025-01907-z?
Taip pat skaitykite
Išmanieji augalai: apsauginės ląstelės gali suskaičiuoti aplinkos dirgiklius | Pugnalom
Nauji atradimai: kaip augalai apsigina nuo kenkėjų | Pugnalom
