Objev unikátního „dopravce“ hormonů
Auxin je klíčový rostlinný hormon, jehož pohyb mezi buňkami zajišťují zvláštní bílkoviny. Vědci nyní zjistili, že jedna z nich přenáší auxin zcela jiným způsobem než ostatní. Výsledky výzkumu mohou navíc pomoci objasnit působení herbicidu 2,4-D, a tím přispět k jeho šetrnějšímu používání v zemědělství. Zmíněná bílkovina může za určitých podmínek dopravovat auxin oběma směry. Jde o vůbec první přenašeč rostlinných hormonů, u něhož byl takový obousměrný transport popsán. Překvapivý objev se zrodil z úspěšné spolupráce týmů z Ústavu experimentální botaniky (ÚEB) AV ČR a Purdue University v USA.
Auxin řídí růst rostlin – včetně důležitých zemědělských plodin – i jejich reakce na podněty z
vnějšího prostředí. Spouštěcím signálem pro nastartování mnoha vývojových pochodů, jako je růst
kořenů nebo zakládání listů, jsou hladiny auxinu v konkrétních místech rostlinného těla. Například
nové listy se na vrcholu stonku zakládají v pravidelných intervalech právě v závislosti na tom, kde
je v pletivu nejvíce auxinu. Rostlina proto musí auxin velmi precizně přepravovat mezi buňkami.
Používá k tomu speciální bílkoviny – přenašeče. Až dosud znala věda pouze „jednosměrné“ přenašeče
auxinu – dovnitř buněk, nebo naopak ven.
„Zkoumali jsme jednu bílkovinu z huseníčku rolního, pojmenovanou ABCB4. Kupodivu jsme
zjistili, že při nízké koncentraci auxinu v buňkách transportuje auxin dovnitř, ale pokud
koncentrace vzroste, úplně obrátí a dopravuje ho ven. Chová se vlastně jako obchodník z oboru
export-import, který pružně reaguje na poptávku a nabídku na trhu,“ vysvětluje doktor Martin Kubeš
z českého týmu. Badatelé soudí, že unikátní bílkovina umožňuje rostlinám pohotově a jemně regulovat
množství auxinu uvnitř buněk. Přesnější informace přinese další výzkum.
Kromě přírodního auxinu vědci testovali také jeho syntetickou „napodobeninu“ nazývanou 2,4-D.
Tato sloučenina má účinky podobné auxinu a v zemědělství se používá jako účinný herbicid (přípravek
na hubení plevelů). Ukázalo se, že obousměrný přenašeč umí dopravovat 2,4-D pouze do buněk. „
Exportní“ funkce je blokována, takže herbicid se hromadí v buňkách. Přestože se 2,4-D používá na
polích již desítky let, biochemické podrobnosti jeho působení nejsou známy. Nově objevené
vlastnosti přenašeče ABCB4 by mohly být klíčem k jejich objasnění. „Dnešní intenzivní
zemědělství se bez herbicidů těžko obejde. Ale když budeme přesně vědět, jak funguje 2,4-D, budeme
schopni ho používat zodpovědněji. Doufám, že náš výzkum v budoucnu povede k chytřejším
technologiím, které umožní snížit dávky tohoto herbicidu. Což by pomohlo zemědělské půdě i
životnímu prostředí,“ říká doktorka Klára Hoyerová z ÚEB AV ČR.
Kontakt:
Ing. Klára Hoyerová, PhD., Laboratoř hormonálních regulací u rostlin, Ústav experimentální
botaniky Akademie věd České republiky, v. v. i., e-mail:
hoyerova@ueb.cas.cz,tel.: 225 106 436, 775 146 836
Doplňující informace v článku:
Martin Kubeš, Haibing Yang, Gregory L. Richter, Yan Cheng, Ewa Młodzińska, Xia Wang, Joshua J.
Blakeslee, Nicola Carraro, Jan Petrášek, Eva Zažímalová, Klára Hoyerová, Wendy Ann Peer, Angus S.
Murphy: The Arabidopsis concentration-dependent influx/efflux transporter ABCB4 regulates cellular
auxin levels in the root epidermis.
The Plant Journal 69(4), str. 640–654 (2012). Publikováno tiskem v únoru 2012.
odkaz na originál článku:
Autoři Martin Kubeš, Jan Petrášek, Eva Zažímalová a Klára Hoyerová jsou z ÚEB AV ČR, dalších
devět autorů je z Purdue University v USA.
Připravily: Ústav experimentální botaniky AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
23 Mar 2012
