В жизни растений присутствуют интересные закономерности: например, деревья имеют свои биоритмы, которые предусматривают ночной сон, и подсолнухи "поклоняются" солнцу, ориентируясь по внутренним часам. Но учёных также интересуют механизмы, которые отвечают за цветение. И в новой работе команда из Корнеллского университета (США) выяснила, какие механизмы побуждают растение расцвести. По словам авторов, ключевую роль в этом процессе играет особый белок под названием Flowering Locus T (FT) – его образование и инициирует начало цветения. Учёные впервые показали, какие клетки отвечают за выработку этого белка, а также обнаружили межклеточную сигнальную систему, которая регулирует его производство. Специалисты поясняют, что цветение большинства растений зависит от восприятия длины светового дня (эти механизмы запускаются в листьях). Так, некоторые растения цветут в короткие световые дни, а другие – напротив, в длинные. На примере модельных растений из рода резуховидок (Arabidopsis) исследователи показали, что листья растений, цветущих в длинные световые дни, синтезируют и передают белок FT в сосудистую проводящую ткань, называемую флоэмой. Это своего рода транспортные пути, по которым сахара и другие питательные вещества поступают из листьев в остальные части растения. По этим путям белок, инициирующий цветение, перемещается к конусу нарастания – это группа интенсивно делящихся клеток, которые сохраняют физиологическую активность на протяжении всей жизни и обеспечивают непрерывное нарастание массы растения. Именно они производят "стройматериалы" для образования других специализированных тканей, в том числе и цветков. Сам процесс регулирования цветения весьма сложен, пишут авторы. По их данным, высвобождение FT контролируется более чем 30 белками во взаимодействующих каскадах. По сути это сложная сеть, понять работу которой невозможно, если не знать, что происходит в каждой конкретной клетке. Поскольку сосудики, пронизывающие листья, очень малы, да к тому же содержат фотосинтезирующие клетки, богатые хлорофиллом, идентифицировать отдельные клетки, продуцирующие FT, было сложной задачей. Авторы использовали флуоресцентные белки для идентификации клеток во флоэме, где производится интересующий их белок. Они обозначили конкретную группу клеток, но при изучении одного из сортотипов американского подвида табака – "Мэриленд" – они также заметили, что FT продуцируется и в соседних клетках того же типа во флоэме. Затем исследователи провели другой эксперимент: они убивали найденные группы клеток у резуховидок и у табака, в результате чего цветение обоих растений замедлилось. Когда же команда исследователей начала блокировать клетки-"компаньоны", они увидели, что транспортировка белка FT замедлилась лишь в определённых направлениях, в частности, к конусу нарастания он по-прежнему доставлялся исправно. Таким образом, специалисты заключили, что за синтез и регуляцию белка отвечает обширная система межклеточных сигналов. По мнению специалистов, эти данные будут очень полезны для селекционеров: понимание основных механизмов цветения имеет решающее значение для эффективного развития сельскохозяйственных культур. Следующие шаги, вероятно, будут направлены на поиски различных методов манипулирования цветением растений. Научная статья по итогам работы была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences. Добавим, что у белка FT есть антагонист – белок Flowering Locus C, который подавляет цветение. Его изучением многие годы занимается команда Кэролайн Дин, одной из лауреаток 2018 года программы For Women in Science. Дин и её коллеги внесли значительный вклад в понимание клеточных и генетических механизмов цветения растений. Кстати, ранее мы рассказывали о других любопытных исследованиях: учёные выяснили, как на растения действует анестезия, как хищные растения развили "жажду крови" и как растут в отсутствие гравитации.
