Osaka Metropolitan University: бор движется внутрь корней арабидопсиса через равномерно распределённый BOR3

Исследователи Osaka Metropolitan University описали механизм, по которому бор движется внутрь корней растений без транспортёра, сосредоточенного на одной стороне клетки, сообщает EurekAlert. Работа выполнена на модельном растении Arabidopsis thaliana и опубликована в Plant Physiology; её возглавил Наоюки Сотта, доцент Высшей школы сельского хозяйства университета. eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗

Бор необходим для роста растений. Его дефицит может подавлять расширение молодых листьев, уменьшать удлинение корней и нарушать плодовитость. У большинства растений бор переносится в основном по ксилеме, однонаправленному пути от корней к листьям. Традиционно считалось, что для такого направленного транспорта нужна полярная локализация транспортёров, то есть их концентрация на одной стороне клетки.

BOR3 без полярности

Команда изучала транспортёр бора BOR3 с помощью анализа генов, физиологических экспериментов и математического моделирования. Родственные транспортёры BOR1 и BOR2 хорошо охарактеризованы, а функция BOR3 оставалась неясной. Растения без BOR1, BOR2 и BOR3 имели заметно более короткие корни, чем растения без одних лишь BOR1 и BOR2, что указывает на роль BOR3 в поглощении бора и его переносе через корни.

В отличие от BOR1 и BOR2, которые расположены в мембранах клеток корня неравномерно и обеспечивают движение в одном направлении, BOR3 заметной полярности не имеет. По словам Сотты, он распределён по плазматической мембране в основном равномерно. eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗

Диффузионный союзный транспорт

Моделирование движения бора в тканях корня указало на сочетание неполярных и полярных процессов. Авторы назвали механизм diffusive alliance transport (DAT). Он основан на взаимодействии мембранных транспортёров с диффузией через апопласт, сеть пространств вне клеток растения, включая клеточные стенки и межклеточные промежутки.

Через полярно расположенные каналы бор сначала накапливается в апопласте рядом с одной клеткой, затем диффундирует в соседнюю, более внутреннюю клетку. Там BOR3 выводит его в окружающий апопласт с обеих сторон клетки. Это повышает уровень бора во внутреннем апопластном компартменте и создаёт разность концентраций между соседними компартментами. При повторении от клетки к клетке возникает суммарный поток бора внутрь, и в глубине корня накапливаются более высокие концентрации.

Команда планирует проверить, работает ли DAT в других биологических транспортных системах и как этот механизм действует в более сложных тканях. eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗