חוקרים מגלים את המפתח למסתורין מולקולרי של איך צמחים מגיבים לתנאים משתנים

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


צוות חוקרים מאוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט פרסם לאחרונה מחקר חלוצי שעונה על שאלה מרכזית בביולוגיה: כיצד אורגניזמים מגבשים מגוון רחב של תהליכים תאיים כשהם נתקלים בשינוי – בין אם פנימי או בסביבה החיצונית – כדי לשגשג בזמנים טובים או לשרוד את הזמנים הרעים? המחקר, התמקד בצמחים ופורסם ב תָא, מזהה את האינטראקציות בין ארבע תרכובות: פקטין, חלבוני הקולטן FERONIA ו-LLG1 ופפטיד האות RALF. בפרט, הצוות גילה שתהליך עיבוי מולקולרי, הנקרא הפרדת פאזות נוזל-נוזל, המתרחש בין פקטין ו-RALF בממשק דופן התא-ממברנת התא, קובע כיצד גירוי מפעיל תהליכים תאיים רבים. יחד, תהליכים אלו מייצרים תגובה מועילה לצמח.

פרסומת

"ביולוגים פועלים לעתים קרובות באופן ליניארי: אנו צופים כשגירוי נכנס פנימה, ואז אנו עוקבים אחר תגובה ספציפית לאורך מסלול תאי מסוים שאנו מאמינים שעומד מאחורי התגובה הזו. אבל במציאות, תאים שומרים על מספר רב של מסלולים, שמתוחזקים בקפידה צריך להיות מתואם כל הזמן", אומרת אליס צ'ונג, פרופסור נכבד לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית ב-UMass Amherst ומחברת הבכירה של המאמר.

צ'יונג ושותפתה הוותיק והסופר הבכיר, הן-מינג וו, חשבו על שאלת הגירוי והתגובה מאז שגילו ב-2010 וב-2015 שצמד הקולטנים FERIONIA-LLG1 הוא מועמד אידיאלי להקניט את הפאזל המאתגר. . FERONIA-LLG1 משפיע כמעט על כל ההיבטים של חיי הצמח – צמיחה משתיל שנבט זה עתה להתבגרות והתרבות של הדור הבא, ושמירה על כל מיני אתגרים ביניהם, כמו מחלות וקיצוניות אקלימית.

"זה לקח שנים רבות משני עמיתים זוטרים מסורים מאוד, הפוסט-דוקטורט ג'יימס מינג-צ'ה ליו והסטודנטית לתואר שני ג'סיקה פאנג-לינג יה, הכותבות הראשונות של המאמר, ודוקטורנטית לביולוגיה מולקולרית ותאית שסיימה לאחרונה את לימודיה. , רוברט איבון," אומר צ'ונג. "יחד הם השלימו מערך מחקרים שהתחיל מזוויות שונות אך תוכננו בכוונה כדי לספק סיפור מגובש, שאחרת אי אפשר לספר".

החקירה החלה בחקירה כיצד האות (או הליגנד) RALF משפיע על FERONIA-LLG1 בממברנת התא. הצוות ראה כמה תוצאות תמוהות: התא לא פשוט קלט את FERONIA-LLG1 לתוך התא, תהליך המכונה אנדוציטוזיס ותגובה אופיינית; כל מולקולת קרום התא שהצוות נבדק הושפעה. יתר על כן, בניגוד לאינטראקציה טיפוסית של ליגנד-קולטן, הליגנד RALF נשאר מחוץ לתא במטריצה ​​חוץ-תאית עשירה בפקטין הנקראת דופן התא.

לאחר מכן, הצוות בחן את האינטראקציות הביוכימיות והביו-פיזיקליות בין ארבע המולקולות, כיצד אינטראקציות אלו משפיעות על התנהגותן של מולקולות אלו ברמה התאית וכיצד הן משפיעות על התוצאות הפיזיולוגיות של הצמח תוך שימוש בשני מתחים סביבתיים שלעתים קרובות נתקלים בהם: טמפרטורה מוגברת ומליחות.

התוצאות מספקות, לראשונה, מנגנון להסביר כיצד תאי צמחים מתאמים מסלולים רבים ושונים בתגובה לאות מתח בודד כדי להפוך לגמישים יותר ולשרוד. העבודה גם מדגימה לראשונה כיצד הפרדת פאזות בממשק ממברנת דופן התא, הקו הקדמי שבו תא צמחי מזהה ומגיב לגירויים חיצוניים, יכולה להשפיע עמוקות על תגובה תאית קולקטיבית. צ'ונג מוסיף כי "לא ניתן היה לבצע את העבודה ללא מתקני הליבה במכון למדעי החיים השימושיים והקלט של ג'יימס צ'יימברס, מנהל ליבת מיקרוסקופיית האור ומחבר שותף במאמר".



קישור לכתבת המקור – 2024-02-06 23:15:41

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר