Японские ученые обнаружили, что в результате механического воздействия у растений запускаются клетки мезофилла, чтобы создать новые клетки эпидермиса в ответ на повреждение, сообщает Осакский университет. Статья, посвященная открытию, опубликована в журнале Nature Communications.
У наземных растений эпидермис представляет собой наружный слой ткани, образующий границу между внешней средой и внутренними тканями растения. Он защищает внутренние ткани от стрессоров окружающей среды. Изучение этого типа клеток показало, что определение клеточной судьбы — то, как клетка превращается в окончательный тип клеток — зависит от местоположения клетки в развивающемся растении; например, эпидермис формируется только из поверхностных клеток растения.
Исследуя этот механизм, ученые с помощью острых щипцов сняли эпидермис с листьев сеянцев, тем самым обнажив клетки мезофилла — «среднего листа», лежащего в основе эпидермиса и состоящего из слоев клеток, специализирующихся на фотосинтезе. Это механическое воздействие побудило клетки активировать ген под названием ATML1.
«Когда мы приложили механическое давление к открытому участку, мы обнаружили, что этого было достаточно, чтобы снизить экспрессию ATML1 в самых внешних клетках мезофилла», — говорит Синобу Такада, ведущий автор исследования. То есть для активации ATML1 в открытых клетках мезофилла необходимо снять механическое давление.
Как показало исследование, растительные клетки могут обнаруживать механические силы и определять свое собственное положение по отношению к поверхности листа — независимо от того, расположены они на поверхности или во внутренних тканях — и, следовательно, дифференцироваться в подходящие типы клеток. А сигналы о том, где клетки находятся по отношению к поверхности растения – например, через механические сигналы, – используются для того, чтобы ограничить активность ATML1 клетками на поверхности и обеспечить восстановление клеток эпидермиса.
[Фото: SHINOBU TAKADA]
