Čeští vědci zkoumají, jak se rostliny orientují pomocí gravitace

Popsat princip rychlé reakce buněk rostlinných kořenů na hormon auxin se pokouší tým z Univerzity Karlovy (UK). Tým využil nový přístup k měření takzvaného membránového potenciálu buněk v kořenech. Vědci použili speciální mikroskop, který živou rostlinu příliš nenaruší. Studii o výzkumu, který přinesl nové poznatky o hormonu auxin, zveřejnil prestižní časopis Nature Plants.

Hormon auxin je součástí všech vyšších rostlin. Podílí se na mnoha procesech formování rostlinného těla. Klíčový je pro růstové pohyby, kterými rostlina reaguje na nějaký podnět –⁠ například u slunečnic otáčejících se za sluncem jde o takzvaný heliotropismus.

Tým Matyáše Fendrycha z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy zkoumá růsty kořenů a analyzuje především základní druh tropismu, a to gravitropismus –⁠ to, jak se kořen rostliny orientuje vůči gravitačnímu poli země. „Gravitace je to první, v čem se rostoucí kořen rostliny orientuje v případě, že nemá k dispozici jiné navigační klíče, jako je například voda,“ uvedl Fendrych.

Rostliny mají orgán, kterým vnímají gravitaci

Centrem pro vnímání gravitace je podle vědců kořenová čepička, která je na špičce kořene. Reakce na gravitaci je ale v kořenu na jiném místě. Pro to, aby rostlina správně reagovala, musí být tato místa informačně propojena. Propojení zajišťuje právě auxin. Pokud špička zaznamená změnu směru gravitace, vyšle auxinový signál na spodní stranu kořene, který tamním buňkám „sdělí“, že mají přestat růst a kořen tím může změnit směr svého růstu.

Odborníci v současnosti znají podstatu „klasické“ odpovědi buněk na auxin. Poté, co se hormon naváže na receptor, se spustí molekulární procesy, což vede k přepsání některých genů a reakci buňky. Tato reakce zabere minimálně pět minut.

Přitom podle odborníků existují i velmi rychlé odpovědi na auxin, které trvají nižší desítky vteřin. U nich je však zatím neznámý molekulární mechanismus i jejich význam pro gravitropismus kořenů. „Reakce buněk na auxin dokáže být nečekaně rychlá, což není v souladu s tím, jak chápeme auxinovou signální dráhu,“ uvedl Fendrych. „Přesně tento problém se náš tým pokouší rozlousknout a náš nový článek nás přibližuje k pochopení mechanismu rychlé odpovědi na auxin,“ dodal.

Vědci vyšli z pozorování rostlinných fyziologů, která ukazovala, že přítomnost auxinu mění rozložení elektrického náboje na obou stranách buněčné membrány. Ten ovlivňuje metabolické i signální děje buňky. „Doposud ale nikdo nezačal zjišťovat, proč se to vlastně děje a jaký význam má depolarizace pro gravitropismus kořene,“ uvedl Fendrych.

Dřív se k měření potenciálu využívaly elektrody, nyní vědci ukázali, že to lze řešit pomocí mikroskopu. „To je takový metodický přínos, že jsme schopní rostliny pozorovat, aniž bychom je příliš stresovali a příliš do nich zasahovali,“ podotkl Fendrych. Studie podle něj přinesla i další posun v poznání auxinu. „Je důležitý pro spoustu věcí. My jsme zde jeden jeho efekt rozklíčovali a popsali jsme, že právě membránová depolarizace, jakožto efekt způsobený auxinem, je důležitá pro gravitropismus kořenů,“ doplnil.

Na studii kromě Fendrychovy laboratoře pracovali vědci z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze či University of Tasmania. Výzkumná práce Matyáše Fendrycha je podpořena prestižním juniorským grantem Evropské výzkumné rady. Vědec ho získal v roce 2018.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

U zrodu morových ran v Evropě stály sopečné erupce, změnily klima, zjistili vědci

Ke vzniku morové epidemie, která ve 14. století během pouhých několika let připravila o život velkou část evropské populace, podle nové studie zřejmě přispěly sopečné erupce, o nichž tehdejší obyvatelé Evropy ani nevěděli. Ty totiž do atmosféry vychrlily velké množství prachu a dalšího materiálu, což mimo jiné vedlo k citelnému ochlazení.
před 9 mminutami

Paleodieta je pohádka, člověk se jen masem nikdy neživil, tvrdí výzkum

Rozsáhlá analýza zbytků lidské potravy z období pravěku přinesla silné argumenty pro vyvrácení hypotéz o tom, že se v době kamenné konzumovalo hlavně maso.
před 3 hhodinami

NASA mohla omylem kolonizovat Mars, naznačují vlastnosti „nesmrtelné“ bakterie

Americká vesmírná agentura NASA objevila před několika lety v opakovaně čištěné laboratoři bakterii, která přežila desítky pokusů o dezinfekci. Teď vědci popsali, jak to organismus dělá, a také potenciální dopady těchto schopností.
před 17 hhodinami

Vědci na Trutnovsku našli v trase D11 hromadné vojenské hroby z 18. a 19. století

Vědci v trase budoucí dálnice D11 v úseku mezi Jaroměří a Trutnovem objevili hromadné vojenské hroby z 18. a 19. století, které považují za mimořádný archeologický soubor doplňující poznání tehdejších válečných konfliktů. Kromě hrobu z druhé slezské války z roku 1745, o kterém již informovali, našli také tři z roku 1866.
před 20 hhodinami

Ničivé počasí v části Asie není náhoda, ale klimatické varování, tvrdí vědci

Jihovýchodní Asie letos čelí neobvykle silným bouřím. Počet obětí povodní a sesuvů půdy v Indonésii, na Srí Lance a v Thajsku dosud přesáhl 1400, přičemž více než tisícovka lidí se stále pohřešuje. V Indonésii zůstávají celé vesnice odříznuté od zbytku světa poté, co voda zničila mosty a silnice. Tisíce lidí na Srí Lance nemají přístup k pitné vodě, zatímco thajský premiér přiznal nedostatečnou reakci své vlády, píše agentura AP.
před 22 hhodinami

Stárnutí ženských vajíček se dá zvrátit, zjistili náhodou čeští vědci

Projevy stárnutí ženských vajíček, takzvaných oocytů, je možné zvrátit a jejich poškození opravit. To, co bylo dosud považováno za biologicky nemožné, dokázal mezinárodní tým vedený reprodukční bioložkou Helenou Fulkovou z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR, který o průlomu informoval v tiskové zprávě. Výsledky zveřejnil časopis Aging Cell. Podle vědců otevírají závěry práce nové otázky o biologii stárnutí a také prostor pro vývoj budoucích léčebných postupů.
před 23 hhodinami

Univerzitní spin-offy sílí. Pomáhají výzkumu a míří do světového byznysu

Univerzitní firmy, takzvané spin-offy, které vysokým školám přinášejí zisk, jsou v zahraničí běžné. V tuzemsku se tento model prosazuje pomaleji. Na konferenci v Ostravě, pořádané agenturou CzechInvest, zazněly příklady úspěšných firem, které dokážou z akademického výzkumu vytvořit mezinárodně konkurenceschopný produkt i finanční přínos pro vysoké školy.
včera v 09:24

Humanoidů v Číně vzniká spousta, kupuje je málokdo. Země se bojí bubliny

Čína vsadila na to, že se stane světovou velmocí v humanoidních robotech. Podle několika analýz ale možná přišla s touto technologií příliš brzy, protože reálně o ni není příliš zájem.
včera v 06:30
Načítání...