COOLna

Biologům z Belgie a České republiky se podařilo objasnit, jak rostlinné hormony brasinosteroidy řídí růst kořenů. Objev publikovaný v prestižním odborném časopise Nature Plants přispívá k lepšímu pochopení vývoje kořenového systému. Na výzkumu se podílel i zástupce Univerzity Karlovy.

„Na špičce kořene se nachází dělivé pletivo, takzvaný meristém, což je oblast, v níž se buňky intenzivně dělí. Za meristémem následuje prodlužovací zóna, kde se již bunky nedělí, ale výrazně rostou do délky. Brasinosteroidy kontrolují oba tyto procesy, ale větší účinek mají na buňky z prodlužovací zóny a dosud nebylo jasné, proč tomu tak je.“

Molekuly brasinosteroidů spouštějí v buňkách kaskádu pochodů, jejichž konečným výsledkem je utlumení nebo zesílení aktivity tisíců genů. „Zaměřili jsme se na to, proč brasinosteroidy více účinkují na buňky z prodlužovací zóny. Zda je to dáno například vyšší hladinou brasinosteroidů v této části kořene, nebo mimořádnou citlivostí těchto buněk na rostlinný hormon,“ popisuje Vukašinovic.

Vědci se dále zaměřili na měření hladin hormonů či mapování aktivity vybraných genů. „Syntéza brasinosteroidů probíhá v několika krocích, jež zajišťují specializované enzymy. V kořenové špičce jsou geny pro všechny tyto enzymy aktivní, ovšem každý z nich jenom v části buněk. Žádná buňka tak nemůže uskutečnit celou syntézu a meziprodukty zřejmě musí putovat z buňky do buňky. Podobně, jako kdyby se třeba auta nemontovala na jedné velké lince, ale během výroby se převážela mezi několika továrnami,“ přirovnává Vukašinovic.

Další experimenty ukázaly, že nižší koncentrace brasinosteroidů podporují dělení kořenových buněk, zatímco vysoké koncentrace stimulují jejich prodlužování. Změny v hladinách těchto hormonů podél kořene proto buňkám nejspíš slouží jako informace, zda se mají ještě dělit, nebo už mají přejít k růstu do délky.

„Dnes víme, že enzymy určují lokální hladiny brasinosteroidů, stále však nevíme, co spouští jejich zvýšenou expresi v elongační zóně. A na to se s využitím nejmodernějších metod plánujeme zaměřit,“ uzavírá Nemanja Vukašinovic. Koordinace buněčného dělení a prodlužování buněk je ústřední otázkou vývojové biologie rostlin a hlubší pochopení role brasinosteroidů v tomto procesu by mohlo objasnit obecné principy růstu rostlinné tkáně.

Forum