«Ампутация – процесс, которым заводы теряют органы – лепестки, цветы, листья и фрукты», сказал О. Рахул Пэтаркэр, постдокторант в Подразделении Биологических наук и ведущий автор исследования. «Понимание процесса цветочной ампутации на образцовом заводе Arabidopsis thaliana обеспечивает основу понимания этого фундаментального процесса через органы и в других видах растений».Самые ранние шаги ампутации включают изменения в специальном слое клеток, названных зоной ампутации, в корне цветка. Поскольку цветок созревает, клетки в этом слое начинают отделяться друг от друга вдоль всей длины этой зоны, создавая чистое отчуждение между корнем цветка и лепестками.
Когда отчуждение увеличивается, лепестки уменьшатся и будут посланы, падая к земле. Ученые долго задавались вопросом, как завод регулирует этот процесс разделения клетки, в особенности молекулярный механизм, который и вызывает и приводит процесс в действие.
«Мы знаем, что, когда завод – небольшие пути далеко от сбрасывания его лепестков, активация генов уже начинается. Большая эта активность гена, которую мы называем транскрипцией, по экспоненте увеличена в относительно короткое время, которое в конечном счете приводит к ампутации», сказал Пэтаркэр.Один такой ген, который получает повышение его деятельности, называют HAESA, геном, который, как известно, требовался для цветочной ампутации произойти.
Предыдущие исследования показали, что деятельность этого гена увеличивается величиной 27-кратных со времени, которое цветочный бутон открывает для того, когда это решает сбросить свои лепестки, период приблизительно 2 дней в Arabidopsis. В новом исследовании ученые определяют две важных связи в механизмах, которые объясняют это быстрое увеличение экспрессии гена HAESA.Основываясь на предыдущей работе, ученые нашли, что заводы, которые сверхвыражают белок, названный AGL15, не активируют HAESA и не сбрасывают их цветочные лепестки.
Открытие предполагает, что AGL15 – отрицательный регулятор HAESA, означая, что это предотвращает выражение гена HAESA, блокируя его транскрипцию. Однако они также связывают этот белок с рядом молекулярных выключателей, известных как киназы КАРТЫ, которые ответственны за преобразование очень раннего сигнала ампутации от HAESA и, в свою очередь, сигнализируя, чтобы AGL15 снял его подавление HAESA. Передача сигналов от HAESA до киназ КАРТЫ и AGL15 и затем обратно к HAESA по существу создает положительную молекулярную обратную связь, которая приводит к быстрому увеличению экспрессии гена HAESA, наблюдаемой во время ампутации.
«Петля позитивных откликов обеспечивает показательное увеличение сигнала, которое мы видим в выражении HAESA во время ампутации», сказал Пэтаркэр. «Турбокомпрессор – хорошая аналогия, так как тот также усиливает мощность двигателей».Джон К. Уокер, профессор Кураторов Биологических наук и соответствующий автор публикации, названной результатами «проявление силы» в исследовании ампутации. «Исследование соединяет много различных генов и белков в новую модель, которая помогает объяснить, как заводы точно управляют цветочной ампутацией органа».
Пэтаркэр сказал, что понимание процесса – который, вероятно, также относится к понижению листьев и фруктов – важно для понимания и развитие завода и ответы экологическим очередям, таково как инфекция вредителя и засуха. Это также заинтересует фрукты и сократит цветочные отрасли промышленности, которые хотят, чтобы их продукты остались в месте до готовыми получить.