Vědci z Česka popsali dosud neznámý mechanismus, kterým rostliny řídí přenos svého životně důležitého hormonu auxin. Podstatou objevu je tzv. alternativní sestřih, při kterém podle informace zapsané v jednom genu vznikají dva různé proteiny s protichůdným vlivem na transport auxinu. Vědci také zkoumali účel tohoto chování. Výsledky by mohly v budoucnu pomoci třeba při šlechtění plodin, uvedla dnes Akademie věd ČR (AV) v tiskové zprávě.
Gen zpravidla obsahuje návod na výrobu jednoho proteinu. Podle vědců se informace zapsaná genu v buňce přenáší přes prostředníka, nukleovou kyselinu mRNA, ale před dokončením se vlákno mRNA musí „sestříhat“, aby z něj byly odstraněny úseky, které k sestavení proteinu neslouží. U některých genů navíc může sestřih proběhnout několika způsoby. Tehdy vzniknou dvě či více verzí mRNA a každá nese návod k výrobě trochu odlišeného proteinu. A právě to je princip alternativního sestřihu, procesu, který je podle AV u rostlin zatím málo prozkoumaný.
Podle odborníků transport auxinu mezi buňkami z velké části zajišťují proteiny zvané PIN. Přenášejí auxin přes membránu na povrchu buňky. Rostliny mají několik příbuzných proteinů PIN a v současné studii se vědci zaměřili na tzv. PIN 7.
„Výsledky můžeme osvětlit tak, že podle genu pro PIN7 vyrábí rostlina dva různé proteiny. Zatímco jeden protein usilovně pracuje, druhý jeho práci brzdí. Jde o průlomový výsledek – nejenže jsme prokázali, že alternativní sestřih hraje významnou roli v transportu auxinu, ale také jsme odkryli zajímavý mechanismus, jakým spolu interagují oba proteiny kódované genem PIN7,“ popsal vedoucí týmu Kamil Růžička z Ústavu experimentální botaniky AV. Podotkl, že k objevu vedla dlouhá cesta a tým musel vyvinout několik nových metod.
Vzniklé varianty proteinu PIN vědci nazvali PN7a PIN7b. Z experimentů jim plynuly náznaky, že zatímco PIN7a je důležitý pro růstové reakce semenáčků, u druhé varianty proteinu to neplatí. Zkoumali tedy, proč rostlina vyrábí dvě varianty proteinu a k čemu PIN7b vůbec slouží. Po několikaletém výzkumu zjistili, že PIN7b ovlivňuje chování druhé varianty v membráně na povrchu buňky. PIN7b je podle vědců v membráně pevně ukotvený a přenáší přes ni auxin. Zároveň je pohyblivější, přičemž když se naváže na svého "sourozence", umí přenos auxinu zpomalit. Upravuje tak rychlost transportu na optimální úroveň, aby rostlina správně rostla a adekvátně reagovala na různé podněty.
Vzhledem k tomu, že transport auxinu hraje roli třeba při ohybu stonků a listů směrem k světlu, může výzkum v budoucnu přispět třeba k vyšlechtění plodin, které budou mít vyšší výnosy díky lepšímu využití slunečního záření.
Na výzkumu spolupracovali vědci z Ústavu experimentální botaniky AV, institutu CEITEC při Masarykově univerzitě v Brně, český vědec Jiří Friml, který působí v Rakousku, Jana Humpolíčková z Ústavu organické chemie a biochemie AV a také vědci z belgických a finských pracovišť.
Výsledky výzkumu zveřejnil časopis New Phytologist.
ČTK
