Откуда в тканях растений взялись дыры?

Недавно в журнале Nature Communications появилась публикация исследования, в котором профессор вычислительной биологии развития Кристен тен Тушер объясняет причину возникновения странных «дырчатых» паттернов в новорожденных клетках проводящей ткани растений.

Проводящая ткань отвечает за транспортировку между различными частями растения питательных веществ: воды, сахаров, а также растительного гормона ауксина. Мутации генов, ответственных за формирование проводящих тканей растения имеют огромные последствия для правильной транспортировки всех упомянутых субстанций, а значит и для здорового роста и развития растения.

До исследования, проведенного Кристен тен Тушер и ее командой, работа этих мутации и генов, подверженных им, была изучена мало. Во время изучения этих процессов команда обнаружила парадоксальный феномен: две мутации, имеющие строго противоположный друг другу эффект, приводят к одному и тому же результату: возникновению в клетках проводящих тканей растений странных паттернов, состоящих из дыр. Для простоты описания ученые сравнили структуру этих паттернов с тем, как выглядят дыры в швейцарском сыре.

Две мутации, приводящие к возникновению таких паттернов связаны с транспортировкой гормона ауксина между частями растения. Первая мутация ускоряет транспортировку, а вторая — замедляет. При этом результат, как уже было сказано, наблюдается один и тот же: в клетках проводящей ткани возникают дыры.

Ученые определили, что эти дырчатые паттерны негативно влияют на поставку веществ внутри растения. Чтобы понять это влияние, ученые создали компьютерную симуляцию потоков ауксина, перемещающегося внутри растения. Выяснилось, что в результате обеих мутаций ауксин не задерживается долго рядом с клетками, которые должны его поглотить. В результате этого растение не получает достаточное количество веществ для здорового роста. Именно из-за дыр, порожденных обеими мутациями, волокна проводящей ткани транспортирую вещества со сбоями.