ZNAJDŹ ARTYKUŁ

Volume: 
Issue: 
3
Date of issue: 

Plazmodesmy, czyli kanały cytoplazmatyczne, które znajdują się w ścianach komórkowych, zapewniają łączność symplastową pomiędzy protoplastami sąsiadujących ze sobą komórek roślinnych. Liczne badania wykazały, iż plazmodesmy pełnią ważną rolę w procesach rozwoju i różnicowania się komórek. Z kolei przez zmianę liczby bądź średnicy plazmodesm, co wiąże się z regulacją ich przepuszczalności dla określonych substancji, roślina może kontrolować wspomniane procesy. Każdego roku pojawiają się nowe doniesienia świadczące o tym, jak istotną rolę plazmodesmy odgrywają w zjawiskach komunikowania się komórek, a także w kontroli mechanizmów prowadzących do ich specjalizacji. U podstaw znaczenia komunikacji symplastowej w różnicowaniu komórek leżą wyniki doświadczeń wskazujących na możliwość przemieszczania się tą drogą białek i cząstek RNA. W pracy połączono ze sobą informacje o białkach CPC oraz GL3/EGL3, dla których opisano już wcześniej możliwość przemieszczania się przez plazmodesmy i najnowsze propozycje modeli genetycznej kontroli różnicowania komórek epidermy korzenia Arabidopsis thaliana. Przedstawione publikacje pozwalają wnioskować, iż wymienione białka mogą odgrywać znaczącą rolę w procesach specjalizacji komórek. Jeden z opisywanych modeli jest oparty na bardzo ciekawym Mechanizmie Wzajemnego Wsparcia, który zakłada swego rodzaju „wspieranie się” komórek włośnikowych i niewłośnikowych w realizowaniu przeciwnych programów rozwojowych. Oznacza to, iż wystarczy zainicjowanie procesu różnicowania w jednym rzędzie komórek, a one oddziałując z komórkami rzędów sąsiednich, przez transport białek, skierują je na inną drogę specjalizacji. Przy tym mechanizm ten możliwy jest tylko dzięki włączeniu się białek transportowanych symplastowo w procesy regulacji aktywności ekspresji genów w komórce docelowej. To właśnie produkty tych genów, kontrolowanych przez białka przemieszczające się plazmodesmami, w dalszej kolejności decydują o przyszłych losach komórki. Dodatkowo opisano dwa inne modele genetycznej kontroli różnicowania się komórek epidermy korzenia, zaproponowane niemal równocześnie z Mechanizmem Wzajemnego Wsparcia przez niezależne zespoły naukowców. Każdy z modeli obejmuje grupę jednakowych genów zaangażowanych w przebieg procesu specjalizacji komórek. Jednak występują różne ich zależności i odmienne geny jako ostatecznie decydujące o losach komórek. Cechą wspólną modeli jest obecność genów kodujących białka mające możliwość przemieszczania się przez plazmodesmy (CPC i GL3/EGL3) oraz uwzględnienie ich transportu symplastowego jako kluczowego w inicjowaniu procesu różnicowania komórek. Osobno przedstawiono informacje dotyczące różnicowania się komórek epidermy liścia Arabidopsis, która reprezentuje analogiczny do epidermy korzenia obiekt badań. Także w tym wypadku z grupy początkowo podobnych komórek rozwijają się dwa odmienne ich typy: wytwarzające trichomy i niewytwarzające ich. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, iż część genów zaangażowanych w proces specjalizacji komórek jest identyczna z tymi odpowiadającymi za różnicowanie komórek epidermy korzenia. Do części wspólnej genów zalicza się także te kodujące białka transportowane symplastowo. Trzeba dodać, że tylko dla niektórych z tych białek udowodniono możliwość przemieszczania się przez plazmodesmy między komórkami epidermy liścia. Jednocześnie odkryto białko (TTG1), którego transport symplastowy charakterystyczny jest jak na razie tylko dla liścia. Prowadzone badania wykazały, że jest to transport aktywny, co oznacza, iż białko to potrafi zwiększać średnicę plazmodesmy, tak by możliwe było jego przemieszczanie się w obrębie epidermy. Ponieważ TTG1 odpowiada za wykształcenie włoska, musi nastąpić jego kumulacja w określonych komórkach, co wiąże się z ograniczeniem jego ilości w komórkach sąsiednich. Wskutek tego niemożliwe jest zainicjowanie rozwoju trichomów w pobliżu komórki z wykształconym już włoskiem, co odpowiada „wspieraniu się” komórek w zapoczątkowywaniu różnych programów rozwojowych opisanych dla korzenia. Badania przedstawione w artykule wskazują, że poznajemy ciągle nowe białka mające zdolność do przemieszczania się między komórkami. Dodatkowo białka te mogą wpływać na procesy specjalizacji odmiennych typów komórek w różnego rodzaju organach, jak np. opisane w pracy CPL3. Wszystkie te informacje wyraźnie wskazują, jak intensywnie badane są mechanizmy inicjacji i przebiegu różnicowania się komórek oraz genów kontrolujących te procesy. Uwagę zwraca grupa genów kodująca białka transportowane symplastowo, co sugeruje, że mogą one stanowić kluczowy, a przede wszystkim uniwersalny czynnik odpowiadający za ustalanie przyszłych losów komórek. Szczególnie interesujące jest podobieństwo prezentowanego Mechanizmu Wzajemnego Wsparcia w epidermie korzenia oraz zbliżonego do niego modelu różnicowania komórek epidermy liścia zależnego od akumulacji TTG1. Dowodzi to nie tylko ważnej roli transportu symplastowego w procesie specjalizacji, ale także wyraźnie wskazuje na znaczenie roli plazmodesm w kontroli przestrzennego rozmieszczenia różnych typów komórek w swoim bezpośrednim sąsiedztwie.

Author of the article: 
Download the article: 

Redakcja
Andrzej ŁUKASZYK – przewodniczący, Szczepan BILIŃSKI,
Mieczysław CHORĄŻY, Włodzimierz KOROHODA,
Leszek KUŹNICKI, Lech WOJTCZAK

Adres redakcji:
Katedra i Zakład Histologii i Embriologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, ul. Święcickiego 6, 60-781 Poznań, tel. +48 61 8546453, fax. +48 61 8546440, email: mnowicki@ump.edu.pl

PBK Postępby biologi komórki