פרצי הקרינה חושפים איך ולמה

סרטון מס' 1: אותות Ca2+ מהירים למרחקים עם נגיעה ב-Mimosa pudica

וידאו: נגיעה בקצה עלה הפעילה אותות Ca2+ בתנועות הפולוויני והעלים ברצף.
נוף יותר

קרדיט: מאסאצוגו טויוטה/אוניברסיטת סאיטאמה

סאיטאמה, יפן: לצמחים אין עצבים ושרירים המאפשרים תנועה מהירה אצל בעלי חיים. למרות זאת, מימוזה פודיקה, הנקרא בדרך כלל Touch-me-not, בושה או צמח רגיש, מזיז את העלים שלו על ידי כיפוף האיבר המוטורי “pulvinus” מיד בתגובה למגע ולפצע. מאז עידן צ’ארלס דרווין, תנועת העלים המרהיבה הזו נחקרה. עם זאת, מולקולות האיתות למרחקים ארוכים המעוררות את תנועות העלים המהירות והתפקידים הפיזיולוגיים של תנועה זו נותרו בלתי נחקרו.

הצוות, בראשות פרופסור מסאטסו טויוטה (אוניברסיטת סאיטאמה, יפן), חשף אילו אותות עוברים למרחקים ארוכים ומפעילים תנועות מהירות ב מימוזה פודיקה ולמה מימוזה פודיקה מזיז את העלים שלו מיד.

המחקר פורסם ב-14 בנובמבר ב תקשורת טבע. טקומה הגיהרה הוביל את העבודה כדוקטורנט. סטודנט במעבדה של טויוטה ושיתף פעולה עם חוקרים מהמעבדה של Hasebe במכון הלאומי לביולוגיה בסיסית, יפן.

“כדי להבהיר את האותות למרחקים ארוכים והתפקודים הפיזיולוגיים של תנועות העלים המהירות, יצרנו ‘פלורסנט’ ו’בלתי תנועתי’ טרנסגניים מימוזה פודיקה“, אומר טויוטה. הסרטונים מדגימים שהתפרצויות של פלואורסצנטיות נעות במהירות לאורך העלים ומפעילות תנועות עלים (סרטונים מס’ 1 ומספר 2). האור הפלורסנטי עוקב אחר הסידן הציטוזולי בזמן אמת.

מימוזה פודיקה סוגר את העלים שלו רק 0.1 שניות לאחר הגעתו של Ca2+ אותות ב-pulvini של איבר המנוע”, מוסיפה טויוטה (סרטון מס’ 3).

מחקרים קודמים העלו כי אותות חשמליים, כגון פוטנציאל פעולה, הם קריטיים לתנועות העלים המהירות ב מימוזה פודיקה.

“פיתחנו מערכת הקלטה סימולטנית ל-Ca cytosolic2+ ואותות חשמליים כדי לחשוף את הקשר המרחבי-זמני בין האותות הללו”, אומר טויוטה. עם פציעת העלה, ה-Ca2+ ואותות חשמליים התפשטו מערכתית במהירויות דומות ועברו דרך אתר ההקלטה בזמן דומה (סרטון מס’ 4). לכן, ה-Ca למרחקים ארוכים2+ ואותות חשמליים התחברו באופן מרחבי-זמני מימוזה פודיקה.

טיפול מקדים מימוזה פודיקה עוזב עם Ca2+ מעכבי ערוצים, לה3+ ו-ורפמיל, וה-Ca2+ מגיב קלתי, EGTA, חסם את שני Ca2+/אותות חשמליים ותנועות העלים בתגובה לפצע. נתונים אלה תומכים ברעיון ש- Ca2+ פועלת כמולקולת איתות למרחקים ארוכים שמפעילה תנועות עלים מהירות פנימה מימוזה פודיקה.

מימוזה פודיקה הוא אחד הצמחים המפורסמים ביותר בשל תנועותיו המרהיבות”, אומר טויוטה. “עם זאת, למרות שישנן השערות רבות לתפקודים הפיזיולוגיים של תנועות העלים המהירות, מדוע מימוזה פודיקה מזיז את העלים שלו לא הובהר מדעית.”

באמצעות טכניקת עריכת הגנום CRISPR/Cas9, צוות המדענים של טויוטה יצר “חסר תנועה” elp1b מוטנט חסר איבר מוטורי pulvini. הם השוו את תנועת הפרא מימוזה פודיקה והאי-תנועתי מבחינה גנטית ותרופתית מימוזה פודיקה וגילה שחרקים אוכלי עשב, כמו חגבים, צרכו את העלים הבלתי תנועתיים הללו יותר מאשר עלים מסוג בר.

הם גם דמיינו את ה-Ca2+ אותות, תנועות העלים והתנהגות של חגב על העלה תחת מיקרוסקופ. עם האכלה על ידי החגב, העלונים נעו ברצף במקביל להתפשטות ה-Ca2+ מאותת, ולאחר מכן, החגב הפסיק את ההאכלה והתרחק (סרטונים מס’ 5 ומספר 6).

“סוף סוף השגנו ראיות לכך שתנועות מהירות המבוססות על ריבוי Ca2+ ואותות חשמליים מגנים מימוזה פודיקה מהתקפות חרקים”, אומר טויוטה. “למפעלים יש מערכות תקשורת שונות שבדרך כלל נסתרות מהעין; לראות זה להאמין”, הוא מוסיף.


כתב ויתור: AAAS ו- EurekAlert! אינם אחראים לדיוק של מהדורות חדשות שפורסמו ל- EurekAlert! על ידי מוסדות תורמים או לשימוש בכל מידע דרך מערכת EurekAlert.

Leave a Comment