Venus flytrap sulattaa saaliinsa käyttämällä entsyymejä, jotka on valmistettu erityisellä rauhaset. Tutkimusryhmä on ensimmäistä kertaa mitannut ja analysoinut rauhasten toimintaa pikkutarkasti.

Venus flytrap (Dionaea muscipula) on lihansyöjä kasvi., Kiinni saaliinsa, pääasiassa hyönteisiä, ansastusta rakenne muodostuu sen lehdet, kasvit’ rauhaset erittävät entsyymiä hajota saaliin ja vievät ravinteita vapautuu.

Vaikka oletetuissa koska Darwinin uraauurtava tutkimukset, nämä sekretorinen tapahtumia ei ole mitattu ja analysoitu asti: kansainvälinen tutkijaryhmä johtama Rainer Hedrich, on biofyysikko Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, Baijeri, Saksa, esittää tulokset lehti PNAS.,

Kun saalis yrittää paeta suljettu ansa, se väistämättä koskettaa aistien karvat sisällä. Mikä tahansa mekaaninen kosketus karvoihin laukaisee sähkösignaalin, joka leviää aaltoina ansaan. Kolmas signaali, kasvi tuottaa hormoni jasmonate; viidennen signaali, ruoansulatuskanavan rauhaset, että linja sisällä ansoja, kuten turvetta on aktivoitu.

rauhaset erittävät happamia vesikkeleitä hajottaakseen saaliin

mitä seuraavaksi tapahtuu rauhassoluissa? Ne tuottavat enenevässä määrin kalvomaisia kuplia, jotka on täytetty nesteellä (sekretoriset vesikkelit) ja luovuttavat niiden sisällön., Tämä tapahtuu aistikarvojen mekaanisen stimulaation jälkeen, mutta myös silloin, kun rauhaset joutuvat kosketuksiin jasmonaatti-hormonin kanssa. Koko prosessi riippuu kalsiumista ja sitä säätelee joukko spesifisiä proteiineja.

Lisäksi, geenit aktivoituvat rauhaset: ”oletamme, että ne tarjoavat rakkulat on täynnä protonit ja kloridi, joka on suolahappoa,” Hedrich selittää, ja hän lisää: ”Me käytetään ioni-herkkä elektrodit toimenpide, joka toistuvasti kosketa aistien karvat laukaisee tulva -, kalsium-ioneja osaksi rauhanen., Nouseva kalsiumpitoisuus sytoplasmassa aiheuttaa rakkuloita sulake solukalvon, samoin välittäjäaineen eritystä neuronien. Kalsiumin virtaa seuraa protonien ja kloridin ulosvirtaus aikaviiveen jälkeen.”

– Ratkaisevaa analyysi carbon fibre elektrodit

Mitä muuta rauhanen rakkulat sisältävät? Tämä analysoitiin käyttämällä hiilikuitu elektrodit yhteistyössä Erwin Neher (Göttingen), Nobel-Palkinnon voittaja, joka on paljon kokemusta tällä tekniikalla., Yhdessä Neher, että JMU tutkija Sönke Scherzer säätää mittaus menetelmä vallitsevien olosuhteiden sisällä Venus flytrap.

joukkue on sijoitettu carbon fibre elektrodin yli rauhanen pinta ja odotimme jännittyneinä, mitä tapahtuisi. ”Aluksi olimme pettyneitä, koska emme välittömästi havaita signaaleja, kuten tunnettu secretory solujen ihmisillä ja eläimillä,” Mellas muistuttaa.

pitäisikö rakkuloiden sisältää suolahappoa ensimmäisten tuntien aikana saaliin pyydystämisen jälkeen, mutta ei ruoansulatusentsyymejä vielä?, Eikä vielä molekyylejä, jotka vakuuttaisivat entsyymien toiminnan happamassa ympäristössä? Täytyykö tehtaan tuottaa kaikki tämä ensin?

Joka on täsmälleen, miten se toimii: molekyylibiologi Ines Fuchs sai selville, että kasvi alkaa tuottaa entsyymejä, jotka hajoavat saalista jälkeen useita tunteja. Ensimmäiset tyypilliset signaalit tapahtuivat kuuden tunnin kuluttua ja prosessi oli täydessä vauhdissa 24 tuntia myöhemmin. Tämän vaiheen aikana ansa on täysin hapan ja runsaasti ruoansulatusentsyymejä.,

Vakauttava vaikutus glutationin pitää entsyymit sopivat

Professori Heinz Rennenberg (Freiburg) totesi myös, glutationi (GSH) kun erittyvä entsyymi. Tämä molekyyli pitää entsyymit toimivina Venus flytrapin happamassa ympäristössä.

samat prosessit, kuten edellä on kuvattu tapahtua samassa kronologisessa järjestyksessä sekä silloin, kun aistien karvat ovat edistäneet ja kun altistaa ansa hormoni jasmonate vain., ”Kosketus on hyvin nopeasti laukaista jasmonate-signalointireitin, mutta se vie aikaa, kunnes rakkulat ovat valmistettu ja varustettu oikea rahti, joka on helpottanut hormoni,” Hedrich kertoo.

Kalsium on pakollinen ainesosa,

Miten Venus flytrap tulvat sen ”vihreä vatsa” kanssa oikea seos ja hajoaa saalista tulee sen ravinteet voidaan visualisoida käyttäen magneettikuvaus. Tästä tehtävästä vastasi Eberhard Munz JMU: n fysiikan laitoksen MRT-keskuksesta.,

hänen kokeensa osoittivat myös, että kun kalsiumin virta rauhasiin tukkeutuu, ansa pysyy kuivana. ”Rauhassolujen kalsiumaktivaatio on siksi ratkaisevan tärkeää”, Hedrich sanoo. ”Niinpä tarkastelemme nyt tarkemmin Venus flytrapin kalsiumkanavien biologiaa. Haluamme myös tutkia mekanismia, joka laskee rauhasen aistikarvojen välittämät Signaalit ja muuttaa sen jasmonaattiriippuvaiseksi biologiaksi.”