Новый белок помогает хищным растениям чувствовать и ловить добычу

Результаты, опубликованные 16 марта 2021 года в журнале eLife, помогают объяснить критический процесс, который долгое время озадачивал ботаников. Это могло бы помочь ученым лучше понять, как растения всех видов чувствуют механическую стимуляцию и реагировать на нее, а также могло бы найти потенциальное применение в медицинских методах лечения, которые механически стимулируют человеческие клетки, такие как нейроны.
«Мы знаем, что растения чувствуют прикосновение», – говорит соавтор-корреспондент Джоан Чори, директор Лаборатории молекулярной и клеточной биологии растений Солка и обладатель сертификата Howard H. и Марьям Р. Ньюман Кафедра биологии растений. "Венерина мухоловка, которая очень быстро реагирует на прикосновение, дает возможность изучить сенсорную модальность, которая исторически была плохо изучена."

Ученые давно очарованы венерическими мухоловками и хищными растениями; Чарльз Дарвин посвятил им целую книгу. Но в то время как предыдущие исследования изучали структурный механизм их причудливых листьев, мало что известно о том, как они работают на клеточном уровне. Отчасти это потому, что ловушки для мух сложно изучать. Они очень медленно растут, а геном мухоловки до недавнего времени не был секвенирован, что открывает дверь для более глубоких генетических исследований.

«Поскольку они такие необычные, люди интересовались этими растениями на протяжении сотен лет, поэтому о них довольно много известно на макроскопическом уровне, но молекулярные детали было трудно выявить», – говорит Карл Прокко. , научный сотрудник лаборатории молекулярной и клеточной биологии растений Солка.
В новом исследовании авторы вырастили клонированные мухоловки из черенков, чтобы получить генетически идентичные растения.

Затем они аккуратно вырезали из этих растений тысячи микроскопических чувствительных к прикосновениям триггерных волосков и использовали технологию секвенирования, чтобы определить, какие белки наиболее распространены в волосках.
Основываясь на предыдущих исследованиях, они знали, что белки, участвующие в ощущении прикосновения, вероятно, обладают способностью перемещать электрический ток по клетке. Конечно, этот тип белка был вторым по распространенности типом, который содержится в волосах.

Ученые назвали новый белок FLYCATCHER1. Чтобы проверить белок, коллеги из Scripps Research поместили его в клетки млекопитающих.

Клетки ответили, производя электрический ток при прикосновении, доказывая, что белок чувствителен к механическим раздражителям.
Команда обнаружила тот же белок в щупальцах росянки, плотоядного растения, которое является близким родственником венеринской мухоловки. У росянки эти липкие щупальца чувствуют движение борющегося насекомого, заставляя лист свернуться клубочком и поймать свою добычу.

«Эти результаты являются дополнительным доказательством того, что белок FLYCATCHER1 играет важную роль в пусковых волосках Венериной мухоловки и механизмах растения, которые чувствуют прикосновения и реагируют на них», – говорит Чори.
В качестве следующего шага авторы исследования хотят провести «нокаутный» тест и вырастить генетически модифицированные мухоловки с отсутствующим белком.

Если эти мухоловки не могут чувствовать прикосновение, это убедительно докажет, что белок FLYCATCHER1 ответственен за это.
Видео: https: // www.YouTube.com / watch?v = IeGGLC6Ubmc

Пластиковые машины