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

Astronaut Svoboda poletí na ISS v roce 2027, oznámil Babiš

Projekt Česká cesta do vesmíru prezentuje vývoj příprav české mise na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) a avizuje klíčové milníky pro rok 2027. Tiskové konference v pražském planetáriu se účastní premiér Andrej Babiš (ANO), ministři Karel Havlíček (ANO), Robert Plaga (za ANO) a Jaromír Zůna (za SPD), budoucí astronaut Aleš Svoboda, astronaut Evropské kosmické agentury (ESA) Andreas Mogensen a další.
15:41Aktualizovánopřed 28 mminutami

Vědci přejmenovali syndrom, který ničí ženské zdraví. Může to změnit přístup i léčbu

Lékaři po jedenácti letech studie změnili název syndromu, který trápí asi deset procent žen. Doufají, že by to mohlo změnit nejen stigmatizaci těchto problémů, ale také jim pomoci k účinnější léčbě.
před 28 mminutami

Svoboda roky trénoval. Ve vesmíru provede řadu experimentů

Aleš Svoboda poletí do vesmíru nejen jako pasažér, ale přímo jako pilot. Jako špičkový pilot stíhacích letadel k tomu má ty nejlepší předpoklady. Jeho mise ale nebude spočívat jen v řízení. Svoboda hlavně bude dohlížet na celou řadu vědeckých experimentů.
před 1 hhodinou

Psychická pohoda českých dětí se zhoršuje. Šťastně se cítí polovina

Psychická pohoda dětí a dospívajících v tuzemsku se zhoršuje, šťastně se cítí asi polovina z nich. Více než 60 procent dětí zároveň tráví on-line více času, než by chtěly, vyplývá z průzkumu Mladé hlasy 2026, jehož hlavní závěry nyní odborníci představili v Praze na konferenci zaměřené na duševní zdraví. Výzkum UNICEF ČR realizuje od roku 2001, letos se konal poosmé. Zapojilo se do něj 1012 dětí ve věku od devíti do 17 let.
před 2 hhodinami

Vzácné setkání. Žraloka bílého natočili pod hladinou Středozemního moře

Žraloci bílí ve Středozemním moři už téměř vyhynuli, primárně kvůli nadměrnému rybolovu. Skupině dobrovolníků, kteří čistili vraky lodí od rybářských sítí, se teď podařilo tohoto predátora nafilmovat u pobřeží Sicílie.
před 4 hhodinami

Nadšení i zděšení. Vědci poprvé upravili lidská embrya novou technologií

Nová genetická technika umožňuje mnohem přesnější úpravu lidských embryí než doposud používaný CRISPR. Tým newyorských biochemiků dokázal posunout úspěšnost postupu natolik, že řada expertů vyjadřuje znepokojení z možnosti vzniku „dětí na zakázku“.
před 6 hhodinami

Nebezpečné invazní druhy může mapovat i veřejnost

V pondělí začíná Týden invazních druhů, který veřejnosti přiblíží rostlinné i živočišné druhy zavlečené do Česka a ohrožující místní druhovou rozmanitost. O víkendu ho pak zakončí pátý ročník akce Biosmršť, při níž se zájemci mohou zapojit do mapování výskytu invazních druhů.
před 11 hhodinami

Archeologové našli na Bahamách vraky „pirátů z Karibiku“

Mezinárodní tým archeologů našel v přístavu u bahamského Nassau první lodní vraky spojené s obdobími, kdy se v oblasti plavili piráti Edward Teach zvaný Černovous a Calico Jack Rackham. Výzkumníci identifikovali šest vraků. Místo sloužilo v 17. a 18. století jako hlavní pirátská základna v Karibiku a tři vraky podle odborníků pocházejí ze zlatého věku pirátství. Informoval o tom britský list The Guardian.
včera v 15:26
Načítání...