A növények egyetlen perc alatt reagálnak az érintésre

A növények érzékelik az érintést, és akár egyetlen perc alatt megváltozik a működésük.
Egy új kutatás feltárta, milyen molekuláris folyamatok indulnak el a növényekben, amikor megérintik őket. A felfedezés nemcsak a növényi érzékelés megértésében jelent előrelépést, hanem hosszabb távon a mezőgazdaság számára is hasznos lehet.

A növények mozdulatlannak tűnhetnek, valójában azonban folyamatosan érzékelik a környezetük változásait. A leveleiket érő esőcseppek, a szél által meghajlított szárak vagy az állatok érintése mind olyan fizikai ingerek, amelyekre képesek reagálni. Egy új svéd kutatás most részletesen feltárta, hogyan alakul át egy egyszerű érintés olyan molekuláris jelzéssé, amely később a növény növekedését is befolyásolhatja.

A Lundi Egyetem kutatói azonosítottak egy olyan fehérjékből álló jelátviteli rendszert, amely az érintést követően rendkívül gyorsan működésbe lép. A folyamat már egyetlen percen belül megkezdődik, és több száz gén aktivitását módosíthatja.

A növényeknek is alkalmazkodniuk kell a fizikai hatásokhoz

Az állatokkal ellentétben a növények többsége nem képes elmenekülni a kedvezőtlen környezeti körülmények elől. Ha erős szél éri őket, egy rovar megrágja a leveleiket, vagy rendszeresen fizikai behatásnak vannak kitéve, saját szervezetük működését kell az új helyzethez igazítaniuk.

A növények érintésre adott válaszreakcióját a tudomány már régóta vizsgálja. A kutatók több mint huszonöt éve tudják, hogy a mechanikai ingerek aktiválnak bizonyos, MAP-kinázoknak nevezett fehérjéket. Ezek a sejten belüli kommunikáció fontos szereplői, de eddig nem volt teljesen világos, milyen molekuláris folyamat kapcsolja össze az érintést a növény későbbi fejlődésével.
A Lundi Egyetem kutatócsoportja most ennek a hiányzó kapcsolatnak egy jelentős részét azonosította. A felfedezés segít megmagyarázni, hogyan alakíthatja át a növények fejlődését egy látszólag jelentéktelen fizikai inger.

Egyetlen perc alatt beindul a sejtek közötti kommunikáció

A kutatók a lúdfű (Arabidopsis thaliana) nevű, gyakran alkalmazott modellnövénnyel kísérleteztek. A tizenkét napos növényeket egy puha ecsettel körülbelül tízszer finoman végigsimították, majd megvizsgálták, milyen változások történnek a sejtjeikben.

Az eredmények szerint az érintés szinte azonnal egy összetett molekuláris láncreakciót indított el. A MAPKKK3, MAPKKK4 és MAPKKK5 nevű fehérjék továbbították a jelzést az MKK4 és MKK5 fehérjéknek, amelyek ezt követően aktiválták az MPK3 és MPK6 fehérjéket.

Utóbbiak már körülbelül egy perccel az érintés után működésbe léptek. Aktivitásuk nagyjából tíz percig magas maradt, majd húsz perc elteltével nagyrészt visszatért a korábbi szintre.

A kutatók tehát nem egyszerűen azt igazolták, hogy a növények reagálnak az érintésre, hanem azonosították a gyors válaszreakció egyik meghatározó molekuláris útvonalát is.