Sciencemag.cz
Doporučujeme
Expansiny jsou bílkoviny, které umožňují rostlinným buňkám expandovat rozvolněním struktury buněčné stěny.
Markéta Šámalová a její vědečtí kolegové pod vedením Jana Hejátka z výzkumného institutu CEITEC Masarykovy univerzity objasnili vliv expansinu na růst kořenů modelové rostliny Arabidopsis thaliana (huseníček rolní). Jejich zjištění (zvýšení tuhosti buněčných stěn způsobené nadměrnou produkcí expansinu) bylo pro vědeckou komunitu velmi překvapivé, protože původní hypotéza předpokládala pravý opak. Výsledky by mohli vést ke zlepšení rostlinné produkce a ke zvýšení odolnosti rostlin vůči stresu. Uvedená studie je výsledkem spolupráce mezinárodního týmu špičkových vědců z několika institucí z České republiky, Francie, Německa, Rakouska a Ruska a byla nedávno publikována v prestižním časopise Plant Physiology (Oxford University Press).
Prodlužování buněk je zásadní procesem umožňujícím růst rostlin. Na rozdíl od živočichů jsou ovšem rostlinné buňky ohraničeny buněčnou stěnou, která zvětšování rostlinných buněk omezuje. Expansiny jsou bílkoviny, které umožňují rostlinným buňkám expandovat rozvolněním struktury buněčné stěny. Tyto proteiny jsou důležité nejen pro růst a vývoj rostlin, ale podílí se i na reakcích na různé typy stresů. Přesto, že první expansiny byly identifikovány již před více než 30 lety, mechanismus jejich účinku je stále nejasný.
Výzkumný tým vedený Janem Hejátkem z CEITEC MUNI se chtěl dozvědět více o tom, jak expansiny fungují a jak řídí prodlužování buněk zejména během růstu kořene. Zkoumali, ve kterých částech modelové rostliny Arabidopsis jsou expansiny produkovány, jak je jejich tvorba kontrolována rostlinnými hormony a jak ovlivňují růst rostliny.
Zjistili, že pro různé části kořene jsou typické různé typy expansinů a jako první na světě ukázali jejich lokalizaci do specifických oblastí stěn různých buněčných typů živých rostlin. Pomocí nové techniky, tzv. Brillouinova zobrazování, zjistili, že po zvýšení produkce jednoho z typů expansinů byly buněčné stěny kořene tužší a méně rostly. Toto velmi překvapivé zjištění bylo v rozporu s původní hypotézou, která předpokládala pravý opak.
S využitím pokročilých biofyzikálních a genomických technik členové výzkumného týmu popsali schopnost expansinů indukovat změny v chemickém složení buněčných stěn, ukazující na dosud neznámý mechanismus působení těchto proteinů v regulaci růstu rostlinných buněk. Tato zjištění pomáhají vědcům pochopit, jak rostliny řídí svůj růst a mohly by vést k novým způsobům, jak zlepšit výnosy plodin.
