Ερευνητές στο John Innes Center και οι συνεργάτες τους στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών εντόπισαν έναν μοριακό διακόπτη που καθορίζει τη διαφορική ανάπτυξη των κυττάρων και το σχήμα των οργάνων των φυτών. Πύλη Phys.org.
Ο ρυθμιστής ανάπτυξης αυξίνη προάγει την ανάπτυξη των κυττάρων μέσω μιας επιφανειακής πρωτεΐνης που ονομάζεται διαμεμβρανική κινάση 1 (TMK1). Στην κυτταρική επιφάνεια, αυτή η πρωτεΐνη ρυθμίζει τις ιδιότητες του κυτταρικού τοιχώματος που προάγουν την κυτταρική ανάπτυξη. Αλλά το TMK1 σηματοδοτεί επίσης το αντίθετο αποτέλεσμα επιβράδυνσης της ανάπτυξης στον κυτταρικό πυρήνα, όπου καταστέλλει την κυτταρική ανάπτυξη μειώνοντας την έκφραση γονιδίου που προκαλείται από αυξίνη.
Ο Δρ Bengo Gu και οι συνεργάτες του έδειξαν πώς το TMK1 εκτελεί αυτές τις φαινομενικά αντίθετες λειτουργίες σε διαφορετικά μέρη του κυττάρου. Η διάσπαση της πρωτεΐνης ΤΜΚ1 συμβαίνει στην επιφάνεια του κυττάρου, μέρος της διασπασμένης πρωτεΐνης μεταφέρεται στον πυρήνα της. Αν και αυτή η διαδικασία είναι αρκετά κοινή, η αναγνώριση των πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη διάσπαση ήταν προηγουμένως δύσκολη.
Οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται είναι μέλη της οικογένειας πεπτιδασών DA1. Αυτά τα ένζυμα διασπούν διάφορες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στις αντιδράσεις ανάπτυξης και προάγουν την ανάπτυξη των φυτικών οργάνων.
Η επίδειξη διάσπασης TMK1 της οικογένειας DA1 δείχνει πώς ρυθμίζουν τη ροή πληροφοριών από την κυτταρική επιφάνεια προς τον πυρήνα, διαμορφώνοντας το μέγεθος των κυττάρων και την ανάπτυξη οργάνων. Ο προσδιορισμός αυτών των διαδικασιών συμβάλλει σημαντικά στην κατανόηση των διαδικασιών ανάπτυξης των φυτών.
Αυτή η εργασία αποδεικνύει ότι οι πεπτιδάσες της οικογένειας DA1 επηρεάζουν την ορμονική μεταγωγή σήματος, κάτι που δείχνει έναν κοινό μηχανισμό για τη μεταγωγή σήματος από τη μεμβράνη πλάσματος στον πυρήνα. Τα ευρήματα δυνητικά προσφέρουν έναν τρόπο βελτίωσης της βλάστησης των σπόρων των καλλιεργειών.