Исследователи Альберт Каиро и Карел Рича из Центрально-Европейского технологического института (CEITEC) и их коллеги обнаружили ранее неизвестный механизм, который отвечает за перепрограммирование экспрессии генов у растений во время переходного периода, когда одна клетка дифференцируется в другую. Этот механизм происходит в конце мейоза, специализированного деления клеток, необходимого для полового размножения, и позволяет дифференцировать зародышевые клетки и пыльцу. Он включает динамическую локализацию ключевых регуляторных компонентов во внутриклеточных конденсатах, напоминающих жидкие капли. Этот процесс тесно связан с производством семян и может открыть новые возможности для создания более жизнестойких культур, приспособленных к более суровым условиям окружающей среды.
Клетки не являются статичными объектами, а превращаются из одного типа в другой. Активация определенного набора генов диктует специализацию клеток для выполнения определенных задач и определяет, когда они делятся, а когда дифференцируются. Клеточные биологи сочетают различные передовые научные методы для изучения этих очень сложных процессов в растительном микромире. В настоящее время клеточная биология переживает настоящую революцию, и классический взгляд на клеточную организацию расширяется до новых горизонтов.
“Теперь мы знаем, что клетка содержит не только традиционные мембранно-связанные органеллы, но и что многие молекулярные процессы протекают в менее выраженных безмембранных органеллах, называемых также биомолекулярными конденсатами (биоконденсатами). В последнее десятилетие началось осознание важности этих биоконденсатов. Сейчас мы вносим свой вклад в эту область, показывая, как определенный тип биоконденсата образуется в конце мейоза и подавляет синтез белка”, — объясняет Альберт Каир, первый автор исследования.
Исследовательская группа считает, что подобные механизмы действуют и в других организмах и клеточных условиях, включая дифференциацию клеток или реакцию на стресс.
“Мы живем в чрезвычайной климатической ситуации. Хотя растения могут выдерживать огромное количество стрессов, включая высокие температуры и засуху, их развитие и размножение могут быть серьезно нарушены. Это означает, что мы рискуем резко снизить урожайность сельскохозяйственных культур именно тогда, когда ее необходимо повысить для удовлетворения потребностей человека. Вот почему исследования растений должны стать приоритетными”, — объясняют ученые.
Основная задача лаборатории – пролить свет на фундаментальные биологические процессы, тесно связанные с размножением растений и формированием семян, что во многих культурах отражается на урожайности.
