Męskie i żeńskie organy roślin komunikują się tak jak komórki mózgowe :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy odkryli nowy mechanizm naprawy DNA komórek

Naukowcy odkryli nowy, występujący w lasach deszczowych gatunek grzybów przejmujących kontrolę nad mrówkami

Wytwarzanie kompleksów białkowych ułatwione

Dr hab. A. Kasprzak możliwościach wykorzystania motorów białkowych

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Przetarg na badanie wpływu krajowych Zespołów Ekspertów Bolońskich na wdrażanie Procesu Bolońskiego

Według wyników badań przeprowadzonych przez naukowców z Portugalii męskie i żeńskie organy roślin komunikują się w taki sam sposób jak komórki mózgowe. Raport z badań opublikowany w magazynie Science objaśnia, w jaki sposób pyłek zawierający gamety męskie komunikuje się z żeńskim organem rośliny wykorzystując mechanizm powszechnie obserwowany w układzie nerwowym zwierząt. Zdaniem naukowców te wyniki ujawniają nowy mechanizm leżący u podstaw rozmnażania się roślin i otwierają nową, interesującą drogę w badaniach nad zachowaniem komunikacji międzykomórkowej wśród zwierząt i roślin.

Rozmnażanie się roślin jest złożonym i wysoce skoordynowanym procesem. Ziarenka pyłku zawierające gamety męskie (plemniki) przenoszone są z męskiego organu kwiatu (pręcika) na organ żeński (słupek). Tutaj pyłek kiełkuje i wytwarza łagiewkę pyłkową, która wydłuża się i jest kierowana do zalążni, gdzie uwalnia spermę. Sperma łączy się z komórkami jajowymi, dając początek zalążkowi, części nasienia.

W ramach opisywanych badań naukowcy z Instituto Gulbenkian de Ci?ncia (IGC) badali rozwój łagiewek pyłkowych w słupku. Według nich, chociaż biologowie obserwowali przez wiele lat regularne wahania w kilku parametrach kontrolujących wzrost łagiewek pyłkowych, faktyczne kanały molekularne kontrolujące te wahania i ich fizjologiczną wydajność pozostały nieuchwytne.

Dr José Feijó, kierownik zespołu w IGC i profesor Uniwersytetu w Lizbonie, wraz z kolegami wypełnił tę lukę w wiedzy dzięki odkryciu, że w przypadku tytoniu i chwastu Arabidopsis wahania jonów wapnia w rosnących łagiewkach pyłkowych są ułatwiane przez kanały zwane receptorami glutaminianowymi (GLR). Co więcej, naukowcy odkryli, że kanały te są otwierane, pośród innych komponentów, przez rzadki aminokwas zwany D-seryną (D-Ser).

Zarówno D-Ser, jak i GLR nie występują wyłącznie w roślinach, bowiem są to kluczowe molekuły w komunikacji międzykomórkowej w ośrodkowych układach nerwowych zwierząt. Odgrywają główną rolę w procesach pamięciowych i uczenia się w mózgu, jak również mają swój udział w szerokim zakresie chorób neurozwyrodnieniowych, takich jak stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimera, choroba Huntingtona czy inne. "A teraz, co zaskakujące, biorą udział w rozmnażaniu się roślin" - zauważają naukowcy.

Zespół wykorzystał szeroko zakrojone połączenie technik genetycznych, farmakologicznych i elektrofizjologicznych, aby ujawnić rolę genów receptora glutaminianowego (GLR) i D-seryny w ziarenkach pyłku oraz ich oddziaływanie fizjologiczne na rozmnażanie się roślin. Wykazując że GLR to kanały wapniowe, zespół rozwikłał również zagadki, z którymi borykano się od dawna w biologii roślin, a mianowicie charakter molekularny kanałów wapniowych w zewnętrznej błonie komórek roślinnych. Naukowcy ujawnili również funkcje genów GLR w roślinach, nad czym głowili się biologowie od czasu przeprowadzenia sekwencjonowania pierwszego genomu rośliny modelowej Arabidopsis.

Analizy zespołu wykazały, że osłabienie funkcji GLR w gametach męskich prowadzi do częściowej niepłodności męskiej - roślina produkuje więcej nasienia, a łagiewki pyłkowe są nieprawidłowe.

Jeżeli chodzi o D-serynę, zespół odkrył, że aktywuje ona GLR na końcówkach łagiewek pyłkowych, umożliwiając wpływ jonów wapnia do łagiewki. Naukowcy posunęli swoje badania o krok naprzód, wykazując że D-seryna jest rzeczywiście wytwarzana w żeńskich organach płciowych, a jej brak w tych organach również prowadzi do zdeformowania łagiewek pyłkowych. Łącznie odkrycia te zdecydowanie sugerują, że D-seryna wytwarzana w żeńskich organach płciowych może odgrywać rolę w kierowaniu łagiewek pyłkowych do ich ostatecznego celu.

Dr José Feijó zauważa, że "łagiewki pyłkowe stanowią układ modelowy dla komórek wzrostu szczytowego - procesu występującego powszechnie w Schizosaccharomyces pombe, grzybach strzępkowych, włośnikach roślin i komórkach nerwowych". Stwierdził, że praca jego grupy "obejmując analogiczne geny w procesach wzrostu roślin i zwierząt, uwydatnia sposób, w jaki ewolucja wielokrotnie wykorzystuje skuteczne mechanizmy". Dr Feijó zauważył, że badania "przeprowadzone na Arabidopsis i tytoniu otwierają teraz drogę przed analizą zachowanych procesów komunikacji międzykomórkowej wśród różnych gatunków roślin i zwierząt".

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Register - przycisk w organach piszczałkowych, służący do załączania pojedynczych głosów instrumentu lub grup głosów. W niektórych organach przyjmują formę cięgieł - manubrii. pełny tekst

Kontuar - wolnostojący stół gry przy organach piszczałkowych. Służy do gry na organach. W niektórych przypadkach (w instrumentach z trakturą elektromagnetyczną lub elektropneumatyczną) może być wykonany w wersji ruchomej. pełny tekst

Pozytyw to małe, kilkugłosowe organy, służące do realizacji basso continuo w muzyce dawnej, lub jedna z sekcji w większych organach, obsługiwana przez jeden z manuałów. pełny tekst

Warmińskie organy - na terenie Warmii, głównie w zabytkowych kościołach, znajduje się około 130 organów, nie wszystkie są w pełni sprawne. W historii tych instrumentów muzycznych na Warmii zaznaczyły się dwa okresy wzmożonej aktywności budowniczych. pełny tekst

Kościół św. Michała w Hamburgu ma cztery organy: organy główne (Steinmeyera) na emporze zachodniej oraz fernwerk na emporze bocznej, organy Marcussena na emporze północnej (tzw. koncertowej), tzw. organy bachowskie na emporze południowej i małe organy w krypcie. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".