Цитокинин и стволовые клетки растений

Жизнь растений была бы невозможна без гормонов — веществ, регулирующих физиологические функции и обмен веществ. Один из основных фитогормонов наряду с ауксином и гиббереллином — цитокинин. Он отвечает за образование боковых почек, развитие побега и корня (ветвление), а также запускает программу фотосинтеза. Несмотря на то, что роль этого гормона в жизнедеятельности растения известна давно, исследования, уточняющие механизм его действия, проводятся до сих пор.

Сотрудники Кембриджского университета и Калифорнийского технологического института провели совместную работу, в ходе которой пронаблюдали за действием цитокинина в модельном растении Arabidopsis thaliana. Как показали результаты, цитокинин активирует деление стволовых клеток у растений.

Стволовые клетки есть у многих многоклеточных организмов и играют большую роль в росте и развитии. Их особенность и главная ценность состоит в том, что они не дифференцированы (то есть, не имеют конкретных функций) и в теории могут превратиться в клетки любого органа, если потребуется.

Деление стволовых клеток происходит с участием фактора транскрипции MYB3R4 — специального белка, который необходим для переноса генетической информации ДНК на РНК. Ученые заметили, что до начала деления белок находился преимущественно в цитоплазме, но во время митоза перемещался в ядро и возвращался обратно в цитоплазму, когда деление закончено. И, как показало современное исследование, перемещение MYB3R4 в ядро является прямым ответом на повышение уровня цитокинина в растении. Точнее, цитокинин активирует гены транспортных белков IMPA3 и IMPA6, которые и помогают MYB3R4 попасть в ядро. Если продолжать цепочку, можно сказать, что синтез цитокинина зависит от азотного питания корней, что и объясняет потребность растений в этом минерале в период активного роста.

Данное исследование демонстрирует, насколько сложным и многоступенчатым процессом является жизнедеятельность растений. Кроме того, подробное изучение действия фитогормонов поможет разработать более совершенные технологии выращивания растений и избежать ошибок при искусственном внесении гормонов.