16:28 2024-04-04 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cum vindecă plantele rănile: Forțele mecanice ghidează direcția diviziunii celulare

_ Cum plantele vindeca rănile: forțele mecanice ghidează direcția diviziunii celulare

Plantele sunt formate din celule foarte rigide. La fel ca cărămizile dintr-un perete, această caracteristică le oferă suportul structural pentru a-și menține forma și pentru a sta în poziție verticală împotriva gravitației. Cu toate acestea, la fel ca orice organism viu, plantele pot fi rănite, de exemplu, de vânt sau pășunatul animalelor. În timp ce oamenii și animalele au celule care se mișcă cu sângele pentru a detecta și vindeca rănile, plantele trebuie să evolueze cu un mecanism foarte diferit datorită rigidității și imobilității lor.

Un studiu în colaborare al lui Lukas Hoermayer, Friml, Benková. , și grupurile Heisenberg de la Institutul de Știință și Tehnologie din Austria (ISTA) și colegii lor oferă acum noi perspective asupra modului în care reușesc acest lucru.

Oamenii de știință au rănit cresonul tale (Arabidopsis thaliana) cu un fascicul laser și au analizat procesul ulterior de vindecare a rănilor cu ajutorul microscopiei. Rezultatele, publicate în revista Developmental Cell, oferă o perspectivă precisă a ceea ce se întâmplă: la rănire, țesutul se remodelează imediat și determină divizarea celulelor pentru a închide rana.

Lukas Hoermayer a fost întotdeauna interesat de natură. Crescând în mediul rural, a petrecut mult timp în aer liber, pe câmpuri sau vii. Dar curiozitatea sa științifică față de plante s-a dezvoltat mai târziu, când a făcut stagii la ISTA. „De atunci, a rămas cu mine”, spune Hoermayer.

În timp ce lucra la doctoratul. în grupul lui Jiří Friml, el a investigat vindecarea rănilor la plante, un domeniu de cercetare care există de mai bine de un secol. Cu câțiva ani înainte, Hoermayer și colegii săi au spart codul.

În interiorul rădăcinii, celulele plantelor sunt sub presiune mare. Când țesutul este deteriorat, celulele mor. Ele explodează și eliberează presiunea, creând un gol care trebuie umplut cât mai repede posibil. Celulele învecinate acționează ca primii răspunsuri, întinzându-se în acel gol.

„Este ca și cum ai avea două baloane care sunt lipite și strânse împreună. Dacă unul izbucnește, celălalt se întinde imediat și se deformează spre cel rupt pentru a echilibra presiune”, explică Hoermayer. Celulele se alungesc și încep să se dividă, dând naștere la noi celule care în cele din urmă sigilează rana. În timp ce celulele din rădăcină de obicei se divid doar în jos, cu gravitație, în acest scenariu, ele sunt capabile să facă acest lucru în mai multe direcții. Cum se face?

Forțele mecanice aflate în centrul acesteia

Hoermayer și colegii au inhibat anumite molecule despre care se credea că ar avea un impact asupra acestui proces de divizare, dar nu au observat nicio schimbare în vindecarea rănilor.

„Spre surprinderea noastră, procesul încă a funcționat, indiferent de ceea ce am făcut”, spune Hoermayer. Prin urmare, au deplasat focalizarea proiectului către aspectele mecanice. Pentru a vizualiza aceste mecanisme, oamenii de știință au folosit un microscop special conceput, echipat cu un laser. Raza laser a rănit țesutul plantei, iar microscopul a înregistrat ce s-a întâmplat în continuare.

După analizarea materialului video, cercetătorii au descoperit că microtubulii – structuri de proteine ​​dinamice din celulă care ajută la separarea materialului genetic în timpul diviziunii – reacționează la modificări mecanice. Când celulele sunt întinse, microtubulii se repoziționează și stabilesc orientarea diviziunii celulare, ceea ce o declanșează.

"Rezultatele noastre sugerează că forțele mecanice absolute din întinderea celulelor conduc diviziunea celulară în vindecarea rănilor". spune Hoermayer.

Ca și alte publicații recente ale ISTA, acest nou studiu demonstrează că dezvoltarea și regenerarea țesuturilor pot fi înțelese prin principiile mecanicii. De asemenea, evidențiază eficiența remarcabilă a plantelor în vindecarea rănilor - o putere pe care trebuie să o posede, deoarece sunt expuse constant forțelor naturii. Devine și mai important având în vedere schimbările climatice în curs.

În urma provocărilor de mediu, înțelegerea modului în care plantele vindecă și regenerează rănile este foarte promițătoare pentru avansarea agriculturii.

„Fermierii pot lua în considerare aceste detalii atunci când trec la culturi mai rezistente și mai robuste. plante pentru condiții dure, cum ar fi soluri extrem de saline sau nisipoase”, explică Hoermayer. Optimizarea și promovarea procesului de regenerare naturală ajută, de asemenea, să facă agricultura mai durabilă, deoarece îndepărtarea de substanțe chimice ar putea reduce impactul agriculturii asupra mediului.

(Fluierul)

Inapoi