Почему сеянцы всегда растут в сторону света

Ученые уже открыли, как синий свет заставляет небольшие структуры в клетке, микротрубочки, расти перпендикулярно к их нормальному направлению роста. В результате направление роста саженцев также изменяется, что ориентирует их «головой к свету». Ученые обнаружили белок, который отвечает за то, что микротрубочки растут в перпендикулярном нормальному направлении – пишет sciencedaily.com.

Результаты были опубликованы в журнале Science.

Большинство людей знают, что саженцы тянутся к свету. Но делают ли они это? Это вопрос, с которым многие ученые боролись на протяжении долгих лет. В более ранних исследованиях, ученые исследовали клетки саженцев. С помощью специальных микроскопов с голубым лазерным лучом они визуализировали структуры, которые имеют важное значение для направления роста растительных клеток. И произошло нечто удивительное: в течение десяти минут расположение микротрубочек полностью изменилось под микроскопом.

Благодаря грамотному использованию методов анализа изображений ученые смогли показать, что в течение нескольких минут синий свет вызывает формирование большого числа новых микротрубочек, все из которых перпендикулярны ранее существовавшим микротрубочкам. Они также обнаружили, как именно клетки в проростках обнаруживают свет в этих условиях, а именно - через фототропин, один из белков, которые позволяют растениям находить свет.

Кроме того, было установлено, что генерирование большого количества микротрубочек , которые перпендикулярны ранее существовавшим микротрубочкам, вызвано белком катанином. Саженцы, не содержащие катанин, не могут заставить свои микротрубочки изменить направление и не в состоянии расти к свету. Катанин активируется фототропином и может разрывать микротрубочки пополам там, где они пересекаются с другими. Разрыв приводит к образованию двух микротрубочек, каждая из которых растет в той же ориентации. Микротрубочки, которые перпендикулярны ранее существовавшим микротрубочкам, образуют много пересечений. Каждый раз, когда новые микротрубочки пересекаются с другими, расположенными в первоначальном направлении, катанин может разъединить эти новые микротрубочки для создания новых ветвей. В течение нескольких минут это приводит к образованию «деревьев» микротрубочек в клетках, которые перпендикулярны к первоначальному направлению.

Рост и развитие растений сильно зависит от качества и количества света, который они могут обнаружить. Растения зависят от света для фотосинтеза, но не могут сами двигаться. Вместо этого, они тянутся к свету. Это исследование показывает, что реорганизация микротрубочек играет существенную роль в этом процессе.