Как набор растительных клеток превращается из бугорка в плоский лист, способный эффективно улавливать солнечный свет? В статье, опубликованной на этой неделе в PNAS, ученые EMBL показывают, как разные типы молекул на верхней и нижней части листа контролируют друг друга, благодаря чему лист становится плоским.
По мере развития листа его клетки создают две разные ткани, по одной с каждой стороны листа. Ученые знали, что только клетки на верхней стороне производят белки, называемые HD-ZIP класса III. В нижнем слое эти классы III подавляются другим набором молекул, называемым микроРНК165/166. Но как эти микроРНК ограничены нижней стороной?
Лаборатории Маркуса Хейслера в EMBL и Сиднейском университете обнаружили, что белки класса III в верхних тканях листа действуют вместе с некоторыми близкородственными белками класса II, подавляя микроРНК.
Когда Паз Мерело, постдоктор из лаборатории Хейслера в EMBL, исследовал растения арабидопсиса, в которых эти классы II не функционировали, микроРНК больше не ингибировались на верхней стороне растущих листьев.
Таким образом, в отсутствие класса II одни только классы III не в состоянии противостоять микроРНК. Затем микроРНК могут отключать класс III как на нижней, так и на верхней части листьев, и, следовательно, листья не уплощаются, а вырастают в виде стебля.
«Действия HD-ZIP и микроРНК класса III должны быть каким-то образом идеально сбалансированы с самого начала, чтобы получить хороший лист», - говорит Хейслер. «И это вряд ли произойдет само по себе: так что же поддерживает этот баланс?»
Хейслер и его коллеги следят за работой, изучая, как поддерживается баланс между «верхними» и «нижними» факторами, оттачивая то, как именно класс III и класс II работают вместе, и исследуя другие молекулы, которые ограничены только одной стороной растущего листа.
Исследование проводилось в сотрудничестве с лабораторией Штефана Венкеля в Копенгагенском университете.