Zvýšit regenerační schopnost rostlin by mohla cílená manipulace proteinového komplexu CAMEL/CANAR, který identifikoval tým vědců z rakouského Institute of Science and Technology Austria (IST).

Do tohoto týmu patří také Jakub Hajný, doktorský student oboru Experimentální biologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci. Kromě IST působí zároveň i v Laboratoři růstových regulátorů, která je společným pracovištěm Ústavu experimentální botaniky AV ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého.

Jakub Hajný je prvním autorem článku, jenž popisuje funkci proteinového komplexu CAMEL/CANAR při tvorbě cévního systému rostlin. Text, na němž spolupracovali i odborníci z Gregor Mendel Institute Vienna, CEITEC Brno, VIB Ghent a Fakulty přírodních věd Katowice, publikoval prestižní vědecký časopis Science.

„Během svého výzkumu jsem se snažil zjistit, jakým způsobem mezi sebou buňky rostlin komunikují a spolupracují, aby společně vytvořily složitou síť kanálů, pomocí kterých transportují rostlinný hormon auxin.“

„Buňky tvořící tyto kanály se díky auxinovému transportu postupně mění na vaskulaturu, která pak zajišťuje distribuci důležitých látek napříč celou rostlinou. Je to vlastně obdoba cév u člověka,“ popsal Jakub Hajný obsah výzkumu.

Mikroskopický snímek vlevo ukazuje, jak rostliny obvykle regenerují cévní svazky po poranění. Vpravo je snímek rostliny bez funkčního komplexu CAMEL/CANAR – zranění se nemůže správně zregenerovat. Foto Jakub Hajný/IST Austria.

Transport auxinu tedy rozhoduje o budoucí pozici cévních svazků v těle rostliny, přičemž důležitou roli hraje právě popsaný proteinový komplex CAMEL/CANAR. Je umístěn v plazmatické membráně na povrchu buňky a slouží jako senzor.

„Pomáhá buňce určit, kde se v jejím okolí auxin transportuje. Buňka se díky tomu může rozhodnout, zda bude také transportovat auxin a stane se díky tomu součástí kanálu, který se časem přetvoří v cévní propojení umožňující transport živin,“ uvedl Hajný.

Pokud proteinový komplex CAMEL/CANAR není dostatečně funkční, vytváří rostlina neuspořádaný cévní systém s mnoha rozpojeními, což komplikuje tok živin jejím tělem. „V případě mechanického poškození rostlinné vaskulatury má pak absence CAMEL/CANAR za následek omezenou regeneraci daného pletiva,“ upozornil Jakub Hajný.

Naopak dostatek tohoto bílkovinného komplexu výrazně zvyšuje schopnost rostliny budovat s pomocí auxinu optimální systém pro transport živin.

„Doufáme, že nám tento důležitý poznatek pomůže v budoucnu vypěstovat rostliny, které budou mít zvýšenou schopnost regenerace po mechanickém poškození. Pokud také lépe porozumíme komunikaci a spolupráci mezi buňkami, budeme moci kontrolovat celkový vývoj rostlin dle našich potřeb,“ nastínil Hajný možné praktické využití proteinového komplexu CAMEL/CANAR.

* * *

Odkaz na článek:

Hajný J, et al. (2020): Receptor kinase module targets PIN-dependent auxin transport during canalization. Science 370 (6516): 550-557. DOI: 10.1126/science.aba3178

https://science.sciencemag.org/content/370/6516/550

Text: Šárka Chovancová (Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci), úpravy Jan Kolář (Ústav experimentální botaniky AV ČR)