어떻게 비너스 flytraps 트리거를 소화

월 21 일 2017

줄리어스-막시밀리안 대학 뷔르츠부르크

파리지옥:트랩’안은 안 빨간선(a) 는 작업과 같은 식물의”복”후 먹이 붙잡는다. 땀샘은 소화 효소를 분비합니다. 이 분비 메커니즘은 식물의 소포 수준에서 처음으로 나타났습니다(b)., 모델 그림(c)은 활성화 된 땀샘이 칼슘(Ca2+)을 흡수하여 jasmonate 신호 전달 경로와 염산(HCL)및 소화 효소의 분비를 유발한다는 것을 보여줍니다. 신용:Sönke 슈어/더크 Becker

파리지옥을 소화의 먹이를 사용하여 효소의 생산에 의해 특별한 샘. 처음으로 연구팀은 땀샘의 활동을 측정하고 세 심하게 분석했습니다.비너스 플라이 트랩(Dionaea muscipula)은 육식성 식물입니다., 길을 끄는 먹이를 주로 곤충,와 트랩 구조에 의해 형성된 그것의 잎,식물이 분비하는 효소를 분해 먹이고 영양분을 발표했다.

지만 가정 때문에 다윈의 선구적인 연구,이러한 분 이벤트되지 않을 측정하고 분석 지금까지:국제 팀의 연구원이 이끄는 라이너 Hedrich,는 생물 물리학에서 암스-막시밀리안 대학(HRB)뷔르츠부르크에서 바바리아,독일,결과 현재 저널에 PNAS.,

먹이가 닫힌 함정에서 벗어나려고 할 때 필연적으로 내부의 감각 털을 만질 것입니다. 머리카락과의 기계적 접촉은 파도 속에서 트랩을 가로 질러 퍼지는 전기 신호를 트리거합니다. 에서 세 번째 신호,식물 호르몬을 생성하 jasmonate;후 다섯 번째 신호를 소화선하는 라인의 내부는 함정과 같은 잔디를 활성화됩니다.

분비랄한 소포 분해 먹이

다음에 무슨 일에 선 세포? 그들은 점점 액체(분비 소포)로 채워진 막질 거품을 생성하고 그 내용을 제공합니다., 이것은 감각 털의 기계적 자극 후뿐만 아니라 땀샘이 호르몬 자스모네이트와 접촉 할 때 발생합니다. 전체 과정은 칼슘에 달려 있으며 다수의 특정 단백질에 의해 제어됩니다.

또한,유전자 활성화에선”우리는 가 제공하는 것에 대한 소포로드되는 양성자 및 염화물,그 염산,”Hedrich 설명하고 나아가서”우리가 이온 민감한 전극을 측정하는 것을 반복되는 감동의 감각 머리를 트리거하는 칼슘이온으로 선., 세포질에서 칼슘 농도가 상승하면 소포가 뉴런의 신경 전달 물질 분비와 유사하게 혈장 막과 융합됩니다. 칼슘의 유입은 시간 지연 후 양성자와 염화물의 유출이 뒤 따른다.”

탄소 섬유 전극을 이용한 결정적인 분석

글 랜드 소포에는 그 밖의 무엇이 포함되어 있습니까? 이 분석을 사용하여 탄소섬유 전극과 협력 Erwin Neher(괴팅겐),자의 노벨상이 있는 경험 많은 이 기술이다., Neher 와 함께 JMU 연구원 Sönke Scherzer 는 금성 파리 통 내부에서 우세한 조건으로 측정 방법을 조정했습니다.팀은 글 랜드 표면 위에 탄소 섬유 전극을 배치하고 어떤 일이 일어날 지 흥분으로 기다렸습니다. “처음에는,우리는 실망하지 않았기 때문에 우 즉각 신호를 감지하는 알려진 대로에서 분비 세포에서 인간과 동물,”슈어 회상한다.

먹이를 잡은 후 첫 시간에 소포에 염산이 들어 있어야하지만 아직 소화 효소가 없어야합니까?, 그리고 산성 환경에서 효소의 기능을 확신시키는 분자는 아직 없습니까? 공장은이 모든 것을 먼저 생산해야합니까?

정확히 작동 방법:분자 생물학 Ines Fuchs 는 식물만을 생산하기 시작하는 효소를 분해 먹이를 몇 시간 후에. 첫 번째 특성 신호는 6 시간 후에 발생했으며 프로세스는 24 시간 후에 한창 진행되었습니다. 이 단계에서 트랩은 완전히 산성이며 소화 효소가 풍부합니다.,

글루타티온의 안정화 효과는 효소를 적합하게 유지

Heinz Rennenberg(Freiburg)교수는 또한 분비 된 효소에서 글루타티온(GSH)을 발견했다. 이 분자는 금성 파리 통의 산성 환경에서 효소를 기능적으로 유지합니다.

동일한 프로세스 위에서 설명한 대로에서 동일한 모두 연대순으로 할 때는 감각 머리를 자극하고를 표시할 때 함정 호르몬 jasmonate 니다., “터치는 것을 매우 신속하게 트리거 jasmonate 신호 통로,그러나 걸리는 시간까지 소포 생산 및 로드의 적절한 운임입에 의해 촉진된 호르몬,”Hedrich 설명합니다.

칼슘은 필수 성분

하는 방법 파리지옥 홍수의”녹색”배 오른쪽 혼합물과 나누고 먹이로 그 영양분 시각화 할 수 있습을 사용하여 자기 공명 화상 진찰. JMU 물리학과 MRT 센터의 Eberhard Munz 가이 작업을 담당했습니다.,

그의 실험은 또한 땀샘으로의 칼슘 유입이 차단되면 함정이 건조한 상태로 유지된다는 것을 보여주었습니다. “따라서 글 랜드 세포의 칼슘 활성화가 중요합니다.”라고 Hedrich 는 말합니다. “그래서 우리는 이제 금성 파리 통의 칼슘 채널의 생물학을 자세히 살펴볼 것입니다. 우리는 또한 메커니즘을 조사하는 센서 신호가 전송하는 감각 머리카락에서 동맥으로 변환합니 jasmonate 의존하는 생물학입니다.”

추가 정보:Sönke Scherzer et al., 금성 파리 통의 곤충 haptoelectrical 자극은 글 랜드 세포에서 exocytosis 를 유발,국립 과학 아카데미(2017)의 절차. DOI:10.1073/pnas.1701860114

저널 정보:미국 국립 과학원

율리우스에 의해 제공됩-막시밀리안 대학 뷔르츠부르크

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