Zázračný mechanismus umožňuje rostlinným buňkám specificky distribuovat růstový hormon auxin

Leidenu a rakouským vědcům se podařilo dále objevit, jak rostlinná buňka specificky přenáší růstový hormon auxin do další buňky. Tři proteiny, které spolu visí jako shluk, se zdají být nezbytné pro tento transportní proces. „Tento objev řeší důležitý kousek skládačky,“ říká profesor Remko Offringa.

Hormon auxin lze považovat za růstový motor rostliny. Auxin určuje, jak a kde rostlina roste, jak pro listy, tak pro kořeny. Ale jak se tento růstový hormon dostane na správné místo v rostlině? Doposud bylo známo, že transportní proteiny přenášejí auxin z buňky do buňky. Tyto proteiny jsou druhem pohyblivých mini kanálků v buněčné membráně na povrchu buňky.

Rostlinná buňka jako krabice
"Předpokládejme, že vidíte rostlinnou buňku jako obdélníkovou krabici," říká Remko Offringa, profesor vývojové genetiky rostlin. "Pak se tyto transportní proteiny musí shromáždit na jedné ze stran, aby specificky předaly auxin další buňce." Tato buňka jej pak stejným způsobem předá buňce vedle ní.“ A tak rostlina zajišťuje transport auxinu z buněk produkujících hormony na místo, kde rostlina potřebuje růst.

Offringa již dříve objevil, že takzvané kinázové proteiny označují transportní proteiny fosfátovými skupinami. To jim umožňuje určit, na které straně buňky se transportní proteiny shromažďují, a tedy jakým směrem je auxin čerpán.

Důležitý řetěz
Jasný příběh, pomyslíte si. Přesto něco stále chybělo, říká Offringa. „Jak taková akumulace transportních proteinů vzniká na jedné straně buněčné membrány? Nyní jsme v tom společně s kolegy z Institutu vědy a techniky v Rakousku objevili důležitou souvislost.“ Tým tento objev zveřejnil 11. března v renomovaném časopise Current Biology.

Stabilní komplex
Problém spočívá v transportních proteinech. Ty se nacházejí v buněčné membráně rostlinné buňky a mohou se v ní pohybovat. Proteiny se tedy mohou nacházet nejen v horní nebo spodní části buňky, ale také po stranách. „Zjistili jsme, že je zapojena další skupina proteinů, konkrétně proteiny MAB. Takový MAB protein interaguje se značeným transportním proteinem a kinázovým proteinem, které pak společně tvoří jakýsi shluk. Protože je parta poměrně objemná, zůstává úhledně na pravé straně buňky.“

Vědci to ukázali srovnáním normálních rostlinných buněk s mutantními rostlinnými buňkami, které buď neměly žádné kinázové proteiny, nebo žádné proteiny MAB. V posledních dvou případech se zdálo, že nedochází k akumulaci transportních proteinů na jedné straně buňky. Vědci tak dokázali, že jak kináza, tak MAB proteiny jsou nezbytné pro správný transport auxinu.

Společně silnější
„Naše publikace je dobrým příkladem toho, jak může věda fungovat,“ říká Offringa. „S Jiřím Frimlem, vedoucím skupiny našich rakouských kolegů, spolupracuji téměř dvacet let. Takže ho dobře znám. Ale náhodou jsme provedli tento výzkum MAB proteinů nezávisle na sobě. Během konference jsme zjistili, že pracujeme na stejném tématu. Pak se ukázalo, že naše data se dobře doplňují.“ Pro Offringa byla spolupráce jediným logickým dalším krokem. „Můžete se také rozhodnout, že oba zveřejníte sami, ale pak bychom oba měli neúplný příběh. Nyní spolu máme mnohem silnější publikaci a každému se stále dostává uznání, které si zaslouží.“

Co způsobuje, že rostlina roste směrem ke světlu?
Umístěte rostlinu na slunce a během chvilky vyroste nakřivo. Ale proč tomu tak je? Před deseti lety Remko Offringa a jeho kolegové poprvé zmapovali tento mechanismus na molekulární úrovni. Zdá se, že i zde hrají zásadní roli auxin a transportní a kinázové proteiny.

 

Zdroj: https://www.universiteitleiden.nl/nieuws/2021/03/wonderlijk-mechanisme-laat-plantencellen-gericht-het-groeihormoon-auxine-verspreiden