Student World

***oznámení Tiskového odboru AV ČR

Výzkum uskutečnili badatelé z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a dalších českých a britských institucí.

Pro zachování tvaru a životních funkcí buňky je velmi důležitá její bílkovinná vnitřní „kostra“ či „lešení“, kterému se odborně říká cytoskelet. Dvě základní složky cytoskeletu jsou společné živočichům i rostlinám: mikrotubuly si můžeme představit jako základní hrubé lešení, které je doplněno jemnější sítí vláken tvořených bílkovinou aktinem.

Rostlinné buňky jsou vystaveny mnoha mechanickým vlivům – jak během vlastního růstu a vývoje, tak při působení nepříznivých podmínek, zvláště sucha. Biology proto zajímá, jak jim vzdorují – například jak je zajištěno, aby různé součásti buňky zůstávaly při mechanickém zatížení správně spojeny. Zajímavé odpovědi nyní přinášejí dva významné články o cytoskeletu rostlin. Ukazují, že jeho vlastnosti jsou evolučně přizpůsobeny právě těm nárokům a zátěžím, s nimiž se rostlinné buňky denně potýkají. Práce publikoval tým z Ústavu experimentální botaniky AV ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, vedený doktorem Viktorem Žárským, společně s dalšími vědci.

Prvním objevem je nový typ bílkoviny, která funguje jako „molekulární spojka“. Zakotvuje aktinová vlákna v membráně na povrchu buňky, a navíc je připojuje k mikrotubulům. „Spojky mezi aktinem a mikrotubuly patří mezi velké záhady současné buněčné biologie rostlin. Bílkovina, kterou jsme nalezli, je jednou z prvních, které tuto zásadní mechanickou funkci plní,“ vysvětluje doktor Žárský. Výzkum probíhal ve spolupráci hlavně s laboratoří profesora Patricka Hussey z univerzity v anglickém Durhamu.

Ve druhém článku vědci popsali, jak jsou propojeny přestavby aktinového cytoskeletu se změnami ve složení buněčné membrány – s přeměnami jejích složek zvaných fosfolipidy. Existuje zde vzájemný regulační vztah: cytoskelet ovlivňuje membránu a naopak. „Tato regulace je důležitá pro vysvětlení růstových dějů v buňce, ale také pro pochopení buněčné polarity. Různé konce téže buňky mají různé vlastnosti a tato polarita hraje klíčovou roli při vytváření tvaru rostliny,“ říká doktor Žárský. Na projektu spolupracoval jeho tým s laboratoří profesorky Olgy Valentové z Vysoké školy chemicko-technologické.

Jak si přiblížit alespoň některé mechanické vlivy působící na rostlinnou buňku? Stačí si ji představit jako kopací míč nahuštěný vzduchem. Na povrchu má buňka pevnou stěnu a těsně pod ní membránu. Na ně zevnitř tlačí voda – podobně jako to dělá vzduch v míči. Díky stěně a tlaku vody udržuje buňka svůj tvar, a tím i stabilitu celé rostliny. Obsah vody však není stálý. Zmenšuje se třeba při dlouhotrvajícím suchu: tehdy „míče“ částečně splasknou, rostlina zvadne a opět se „nahustí“ vodou až po dešti. Buňka musí být natolik odolná, aby přežila všechny podobné změny objemu a tlaků.

autor