Pixabay License. Volné pro komerční užití

Odhalili, jak rostliny řídí tvorbu a dopravu svých hormonů

Hotové hormony zpětně ovlivňují propustnost plasmodesmat, čímž regulují transport svých prekurzorů.

Odborníci ze společného pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR a Univerzity Palackého v Olomouci se podíleli na objevu, který podstatně rozšiřuje znalosti o důležitých rostlinných hormonech – brassinosteroidech. Mezinárodní tým ukázal, že prekurzory – látky, z nichž rostlina vytváří aktivní hormony – putují mezi buňkami skrze mikroskopické kanálky zvané plasmodesmata. Vzniklé hormony navíc zpětně ovlivňují transport prekurzorů, čímž řídí svou vlastní hladinu v buňkách. Objev umožní lépe porozumět tomu, jak brassinosteroidy regulují růst a vývoj rostlin včetně důležitých zemědělských plodin. Výsledky výzkumu publikoval prestižní časopis Nature Chemical Biology.

Brassinosteroidní hormony ovlivňují mnoho důležitých procesů, které souvisejí s růstem a vývojem rostlin i s jejich reakcemi na nepříznivé podmínky prostředí. Výzkumem této skupiny sloučenin se dlouhodobě zabývá tým vědců z Laboratoře růstových regulátorů (LRR), společného pracoviště Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Univerzity Palackého v Olomouci.

Před časem se experti z LRR podíleli na projektu, který studoval tvorbu a biologické působení brassinosteroidů během raného vývoje kořenů. Výzkum dokázal, že prekurzory, z nichž tyto hormony vznikají, musí nějakým způsobem putovat v kořeni mezi buňkami. Vědci však nevěděli jak.

Na zodpovězení této důležité otázky se nyní zaměřil následný projekt vedený profesorkou Eugenií Russinovou z univerzity v belgickém Gentu. Síly v něm spojili vědci z pěti zemí, včetně Miroslava Kvasnici a Karoll Ferrer z olomoucké LRR. Badatelé využili širokou paletu vzájemně se doplňujících metod z oborů biochemie, organické chemie, molekulární biologie a pokročilé mikroskopie.

Mezinárodní tým objevil, že prekurzory brassinosteroidních hormonů se v rostlinách pohybují pouze na krátké vzdálenosti, a to způsobem, který dosud nikdo nepopsal. Procházejí totiž z buňky do buňky mikroskopickými kanálky nazývanými plasmodesmata. Ještě zajímavější je, že hotové hormony zpětně ovlivňují propustnost plasmodesmat, čímž regulují transport svých prekurzorů, a v důsledku toho i svou vlastní koncentraci v buňkách. Tato zpětná vazba zřejmě pomáhá rostlině udržovat optimální hladinu brassinosteroidů v různých částech jejího těla.

Miroslav Kvasnica a jeho kolegyně Karoll Ferrer z LRR jsou chemici, kteří se specializují na syntézu brassinosteroidů a jim příbuzných látek a na testování jejich biologických účinků. Společně syntetizovali 22-hydroxycampesterol, který sehrál klíčovou roli při prokázání transportu plasmodesmaty. „Tato sloučenina se vyskytuje v rostlinách jako prekurzor brassinosteroidních hormonů. Není ale komerčně dostupná jako čistá látka, a navíc je její syntéza poměrně komplikovaná. V Olomouci jsme ji ovšem zvládli – stejně jako přípravu dalších podobných látek, které byly použity v tomto i jiných projektech,“ říká Miroslav Kvasnica.

Nové objevy zveřejněné v časopise Nature Chemical Biology jsou ve studiu brassinosteroidů velkým krokem kupředu. To je důležité nejen pro základní výzkum, ale i z praktického hlediska. Pokud lépe pochopíme molekulární děje s těmito hormony spojené, můžeme poznatky v budoucnu využít například při šlechtění nových odrůd plodin, jejichž růst, vývoj či odolnost proti nepříznivým podmínkám budou „vyladěny“ podle konkrétních potřeb zemědělců.

Wang Y, Perez-Sancho J, Platre MP, et al. (2023): Plasmodesmata mediate cell-to-cell transport of brassinosteroid hormones. Nature Chemical Biology, https://www.nature.com/articles/s41589-023-01346-xhttps://www.nature.com/articles/s41589-023-01346-x

tisková zpráva Ústavu experimentální botaniky AV ČR

Kvantový simulátor na superpočítači Karolina

IT4Innovations představuje novinku v oblasti kvantových výpočtů na superpočítačích Karolina a Barbora: kvantový simulátor CUDA …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close