Издается Science Express.
Цитоскелет, лежащий в основе каждой клетки, включает массив белковых волокон в форме канальцев, называемых микротрубочками. Управляя ростом и развитием клеток, этот каркас имеет решающее значение для поддержки важных функций растений, таких как фотосинтез, сбор питательных веществ и размножение.
Цитоскелет, по-видимому, не перестраивается за счет перемещения этих микротрубочек в клетке. Скорее, он изменяется путем изменения способа сборки или разборки этих волоконных массивов.
Команда Эрхардта, в том числе ведущий автор Джельмер Линдебум, Масаёши Накамура, Райан Гутьеррес и Виктор Кирик, все из Карнеги, использовали передовые инструменты для наблюдения за процессом реорганизации этих массивов микротрубочек в различных условиях.
Эти данные визуализации в сочетании с результатами генетических экспериментов выявили механизм, с помощью которого растения ориентируют массивы микротрубочек. Белок под названием катанин управляет этим механизмом, который достигается путем перенаправления роста микротрубочек в ответ на синий свет.
Это достигается путем разделения микротрубочек в местах их пересечения друг с другом, создавая новые концы, которые могут вырасти заново и сами оторваться, что приводит к быстрому усилению новых микротрубочек, лежащих в другом, более желательном направлении.
«Наши генетические данные вместе с предыдущими исследованиями, которые связывают организацию микротрубочек с ростом клеток, показывают, что эта реструктуризация необходима для того, чтобы растение наклонялось к источнику света по мере роста, и это явление называется фототропизмом», – объяснил Эрхардт. "Наши результаты также имеют более широкое значение для построения цитоскелетов в других типах клеток, включая клетки человека, поскольку катанин сохраняется между животными и растениями."
"Это исключительная работа, основанная на десятилетиях новаторских открытий, сделанных Уинслоу Бриггсом из Карнеги в области восприятия синего света.
Впервые группа Эрхардта демонстрирует, как синий свет вызывает изменения в организации цитоскелета, которая лежит в основе архитектуры и механических свойств клеточных стенок. Эти свойства имеют решающее значение для изгиба под действием света », – говорит Вольф Б. Фроммер, директор департамента. Он назвал исследование: «фантастическая работа, веха в истории исследований синего света."