Как растение регулирует свой рост

Растения тянутся навстречу свету. Это явление, очаровавшее Чарльза Дарвина, наблюдали все, у кого есть комнатные растения. Растениям необходим  свет для фотосинтеза и синтеза сахаров. В тоже время его корни прорастают в почву, чтобы обеспечить растение водой и питательными веществами. Процессы роста контролируются гормоном – ауксином. Этот растительный гормон регулирует многие аспекты жизни растений и обладает уникальной способностью перемещаются в определенном направлении. Химическое вещество (напталам) NPA подавляет этот направленный поток, тем самым серьезно влияя на рост растений. Изучая специфические эффекты NPA, исследователи раскрыли общие принципы, лежащие в основе развития растений. Неясно, как именно NPA подавляет направленный поток ауксина. NPA взаимодействует с белками, которые могут транспортировать ауксин.

Ауксин транспортируется в теле растения от побега к корням. В этом процессе семейство полярных транспортных белков распределяет ауксин по всему растению. Чтобы лучше понять этот процесс, исследовательская группа исследовала его более подробно с помощью химического вещества. Вообще чувствительность к ауксинам у тканей корня значительно выше, чем у тканей стебля, так что дозы этих гормонов, наиболее благоприятные для роста стебля, обычно замедляют корнеобразование.     Ученые всего мира более подробно изучают белки-переносчики, поскольку они играют центральную роль в процессах развития растений. Напталам (NPA) - важный инструмент для выяснения структуры переносчиков.   Напталам - это зарегистрированное название натилфталевой кислоты. Он подавляет направленный поток ауксина, тем самым сильно подавляя рост растений. Он использовался в Европейском Союзе до 2002 года, а натриевая соль напталама до сих пор используется в США в качестве довсходового гербицида для борьбы с широколиственными сорняками в тыквенных и питомниках.

«Мы хотели узнать, как действует напталам», - говорит доктор медицинских наук Ульрих Хаммес, главный исследователь исследования. «Наши исследования показывают, что активность переносчиков ауксина действительно полностью прекращается ингибитором». Когда NPA связывается с белками-переносчиками, ауксин больше не может выходить из клетки, и, таким образом, растение больше не может расти в полярных условиях. Корни больше не доходят до центра земли, а образование цветов и семян сильно нарушается.   Влияние ингибитора NPA на активаторы транспортеров, известных как киназы, можно было исключить благодаря сотрудничеству с Клаусом Швеххаймером, профессором системной биологии растений из ТУМ, где проводилась работа. Он объясняет: «Это дает понять, что ингибитор NPA действует непосредственно на транспортные белки».    «Теперь мы можем четко объяснить молекулярный механизм, с помощью которого рост полярных растений может быть фармакологически нарушен», - говорит Ульрих Хаммес.   Исследовательские группы в Вене смогли показать, что напталам не только связывает переносчики, но и предотвращает связывание переносчиков друг с другом. «Этот механизм связывания друг с другом, по-видимому, универсально применим в семействе переносчиков ауксина, поскольку мы наблюдали эффект на всех изученных переносчиках», - говорит Мартина Колб, первый автор исследования.