Как растение регулирует свой рост

Растения тянутся к свету. Это явление, которое очаровало Чарльза Дарвина, может наблюдать каждый, у кого дома есть растения. Таким способом растение повышает эффективность фотосинтеза и синтеза сахаров. Точно так же корни прорастают в землю, чтобы обеспечить растение водой и питательными веществами. 

Процесс роста контролируется классом растительных гормонов — ауксинами, которые играют ключевую роль в образовании полярности у растений. Чтобы это сделать, ауксины перемещаются в теле растения полярно — от побега через тело растения к корням. Чтобы лучше понять данный процесс, команда учёных более подробно изучила его с помощью химических веществ. 

How a plant regulates its growth

Как работает гербицид напталам

Учёные по всему миру изучают транспортные белки более подробно из-за их ключевой роли в процессах развития растения. Напталам (NPA) — важный инструмент для выяснения структуры этих белков-переносчиков. 

Напталам — зарегистрированное название N-(нафтил-1)фталаминовой кислоты (C18H12O4). Он подавляет направленный поток ауксина, тем самым сильно замедляя рост растений. Он использовался в Европейском Союзе до 2002 года, а натриевая соль напталама до сих пор используется в США в качестве довсходового гербицида для борьбы с широколистными сорняками на тыквенных полях и в питомниках.

«Мы хотели узнать, как напталам проявляет своё действие, — сказал доктор Ульрих Хаммес, главный научный специалист исследования. — Наши исследования показывают, что активность переносчиков ауксина действительно полностью подавляется ингибиторами». Когда NPA связывается с белками-переносчиками, ауксин больше не может покидать пределы клетки, таким образом растение больше не может расти полярно. Корни больше не растут в глубь земли, а цветы и семенные образования массово разрушаются. 

Влияние напталама как замедлителя активаторов белков-переносчиков, известных как киназы, удалось установить совместно с Клаусом Швеххаймером, профессором биологии растительных систем из Мюнхенского технического университета, на базе которого и проводилось исследование. Он объясняет: «Это даёт понять, что ингибитор NPA действует непосредственно на транспортные белки».

How a plant regulates its growth

Как транспортные белки влияют на развитие растения

«Теперь мы довольно точно можем объяснить молекулярный механизм, по которому полярный рост растений может быть нарушен фармакологически», — рассказал Ульрих Хаммес. 

Исследовательские группы в Вене смогли показать, что напталам не только связывает переносчики, но и препятствует их связыванию друг с другом. «Этот механизм связывания друг с другом, по всей видимости, является универсальным в семье переносчиков ауксина, поскольку мы наблюдали данный эффект у всех изученных переносчиков», — сказала Мартина Колб, первый автор исследования.

Лучшее понимание молекулярных взаимосвязей

В целом исследование представляет собой значительный шаг вперёд в понимании механизма молекулярного управления полярностью растений. Новые данные делают возможным более тщательное изучение полярного роста и понимание молекулярного механизма транспорта ауксинов.

________________
Исследование — Lindy Abas et al, Naphthylphthalamic acid associates with and inhibits PIN auxin transporters, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.2020857118

Источник — How a plant regulates its growth

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s