Išspręstas galvosūkis: Kaip augalų ląstelės žino, kada nustoti augti

Tai buvo Amžina biologijos paslaptis: iš kur ląstelės žino savo dydį?

Pasirodo, kad atsakymas buvo paslėptas Roberto Sablowskio kompiuteriniuose failuose, kur jis nuo 2013 m. Rinko virtualias dulkes. „Aš turėjau duomenis metų metus, bet neieškojau teisingo kelio“ John Innes centre Norwiche, Anglijoje, sako augalų ląstelių biologas Sablosky. Ankstesnio projekto metu jis tyrė baltymą, vadinamą KRP4. Derindamas jį su fluorescuojančiu medūzos baltymu, kad jis spindėtų, Sablowskis galėjo jį ištirti augalo ląstelėje, tačiau nė nenumanė, kad tai bus raktas norint suprasti ląstelių dydžio reguliavimą.

Kad organizmai galėtų vystytis, jų ląstelės turi patirti augimo, DNR replikacijos ir dalijimosi modelį. Tačiau mokslininkai, tyrinėjantys šį procesą, vadinamą ląstelių ciklu, jau seniai pastebėjo, kad dalijimai nebūtinai yra vienodi – ląstelės dažnai dalijasi asimetriškai, o vėliau jų dydis kažkaip koreguojamas. prie Paskelbtas tyrimas Mokslas Praėjusį mėnesį Sablolowskis ir jo kolegos atskleidė, kaip tai daro augalai: ląstelės naudoja savo DNR kaip tam tikrą matavimo taurelę. Nors atradimas buvo atliktas tyrinėjant augalą, vadinamą Arabidopsis, gali turėti didelę reikšmę gyvūnų ir žmonių ląstelių dydžio reguliavimui suprasti ir netgi turėti įtakos augalininkystės ateičiai.

Nustatyti, kaip ląstelės vertina savo dydį, buvo sudėtinga, nes dauguma ląstelių baltymų yra proporcingi pačios ląstelės dydžiui. Sablowskis situaciją lygina su bandymu pasimatuoti ranka. „To negalima padaryti, nes ranka auga proporcingai kūnui“, – sako jis. – Norint sužinoti savo dydį, reikia išorinės nuorodos. Bet kas nesikeičia, kai ląstelė auga, yra jos DNR. Mokslininkai jau seniai spėja, kad ląstelė galėtų naudoti savo DNR kaip indikatorių savo dydžiui įvertinti, tačiau Sablowskio komanda pirmoji rodo šio proceso įrodymus.

sako Martinas Howardas iš Johno Inneso centro, kuris padėjo sukurti matematinius modelius, reikalingus proveržiui. Formos ir dydžio reguliavimas yra svarbus, nes jie yra glaudžiai susiję su ląstelės veikimu: ji yra labai didelė ir ląstelei gali būti sunku greitai gauti informaciją savo DNR; Per maža, o ląstelė neturi pakankamai vietos tinkamai dalytis, todėl dalijimosi ir augimo klaidos gali sukelti ligą.

READ  Kaip ir kada pamatyti žaliąją kometą iš Floridos 2023 m. – NBC6 Pietų Florida

Arabidopsis Pasak Sablowskio, iš tikrųjų tai yra piktžolė, tačiau augalų biologijoje jis laikomas pavyzdiniu organizmu, nes jį lengva užauginti ir greitai subręsti. Tai reiškia, kad jį gerai ištyrė kiti šios srities tyrinėtojai. „Draugija Arabidopsis sako Johno Inneso centro magistrantas Marco Dario, kuris sukūrė ir padėjo vykdyti eksperimentą. „Ta pati eksperimentinė sąranga, kuri užtruko trejus ar ketverius metus – be bendruomenės tai būtų lengvai užtrukę 10–15 metų“.

Komanda išaugo Arabidopsis Maždaug šešias savaites vazonuose nupjaukite jauno, besivystančio augalo galiuką, dalį, kurioje atsiranda nauji lapai ir žiedai, kad mikroskopu stebėtų tolesnį jų augimą. Jie gali stebėti kiekvienos ląstelės vietą ir dydį augimo gale skirtinguose ląstelės ciklo etapuose, maždaug 1000 kartų padidindami. Sablowskis ir D’Ario keitėsi pamainomis, kas dvi valandas tikrindami kameras kas antrą valandą. „Mes turėjome įrangą ir medžiagas. Mums reikėjo tik pasiraitoti rankoves ir atlikti 48 valandų bandymą, kad gautume duomenis, kurių niekas neturėjo”, – sako Sablosky.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *