Молекулярные моторы помогают растениям чувствовать гравитацию

Ученые объяснили необычное поведение гранул в клетках растений, которые позволяют им чувствовать наклон и гравитацию. Эксперименты с микроскопическими бусинами и проростками пшеницы показали, что эти гранулы перемешивают молекулярные моторы. Статья о работе вышла в журнале PNAS.

У многих животных (и у людей в том числе) чувство равновесия обеспечивает внутреннее ухо, в котором есть маленькое неорганическое включение – отолит (его название происходит от греческих корней, означающих «ухо» и «камень»). Когда мы наклоняемся, перемещение отолита под воздействием гравитации раздражает чувствительные волоски, и мы ощущаем, что положение нашего тела изменилось. Это необходимо для того, чтобы человек нормально двигался.

Хотя растения практически не двигаются, им необходимо чувствовать гравитацию, чтобы определять «верх» и «низ» и выбирать направление роста. Для этого у них есть похожая по принципу устройства система, только роль «камушка» играют статолиты (название этого органа происходит от греческих корней, означающих «неподвижный» и «камень») – плотные гранулы вещества в специальных клетках. Статолиты оседают под воздействием гравитации, и благодаря им органы растения могут определить, в какую сторону им нужно расти.

Однако ученые долго не могли понять, что позволяет растениям чувствовать изменения гравитации и наклон так точно. Кучка зерен или гранул – плохой инструмент для измерения наклона, так как взаимодействие между частичками и трение будет мешать им пересыпаться, и после некоторого порогового значения наклона система должна стать неэффективной.

Французские биологи смогли разрешить эту загадку. Сначала они проследили за движением каждой частички-статолита в ответ на наклон и увидели, что гранулы ведут себя совсем не как зернистая система. Они перетекают с места на место независимо от угла наклона, словно жидкость, и не имеют никакого порогового значения.

Но что заставляет гранулы вести себя как жидкость и «игнорировать» друг друга, не сцепляясь вместе? Для ответа на этот вопрос ученые смоделировали всю систему в натуральную величину в искусственных клетках, куда поместили микроскопические бусины. Сравнивая поведение своей модели со статолитами в живых клетках, биологи заключили, что «текучесть» массы частиц возникает из индивидуальных движений каждой отдельной гранулы. Не слипаться и не сцепляться друг с другом статолитам помогают молекулярные моторы, которые постоянно перемешивают их.

Ученые собираются продолжить исследования и разобраться в том, как растение чувствует перемещение статолитов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.