מריסטמות (קודקודי הצמיחה, בהם מאגר של תאי גזע) מהוות את מקור האספקה של התאים לצמח הגדל; אך מהם המנגנונים הקובעים את מבנה המריסטמה, כלומר את קצב הגדילה של התאים הנוצרים והמתחלקים בה ואת כיוונם?
בשונה ממחקרים שבוצעו עד כה, המתבססים על אנליזה של תמונות מיקרוסקופ קונפוקלי דו-מימדיות, צוות המחקר הטכניוני ביצע מיפוי וכימות תלת-ממדי (3D) של אלפי תאי מריסטמה מרקמות שונות, ועקב אחרי שינויים אלו לאורך זמן (4D). המחקר נערך על שורשים של צמח המודל ארבידופסיס (Arabidopsis thaliana), תוך שימוש בפלטפורמת MorphoGraphX.
חוקרי הטכניון גילו כי מסלול העברת האותות של הורמונים סטרואידיים בצמח (ברסינוסטרואידים) מבקר את קצב גדילת התאים ואת כיוון הצמיחה, זאת מבלי לשנות את גודלם (כלומר את נפחם) של התאים. רמות גבוהות של ההורמון מביאות לגדילה אורכית ורמות נמוכות שלו לגדילה רדיאלית (היקפית). כמו כן נמצא כי בקרת ההורמון על צורת התא תלויה גם ברקמה שבה הוא פועל. סימולציית מחשב של גדילת מריסטמה, שנערכה בשיתוף פעולה עם מדענים מגרמניה ומאנגליה, הדגימה כיצד שינויים בגאומטריית התאים בזמן, המבוקרים על ידי הורמונים אלו במרחב, קובעים למעשה את צורת המריסטמה כולה.
- תצוגה בתלת-מימד (3D) של רקמה אחת מתוך כלל הרקמות המרכיבות את מריסטמת השורש. כימות התאים ב-3D נעשה בשורשים שאין בהם תגובה להורמונים סטרואידיים (bri1), בשורשים עם רמות הורמון גבוהות מהרגיל (BL) ובזן הבר (WT). ניתן לראות בתצוגת heatmap כי רמות ההורמון קובעות את צורת התאים (anisotropy) במריסטמה, אולם אין להן השפעה על גודל התאים (נפח התא). גיאומטריה זו משפיעה על כיוון הגדילה של המריסטמה כולה.
- מעקב אחר תאי השורש בתלת-ממד לאורך זמן (4D). כל תא (מסומן בצבע) עובר כימות גיאומטרי שעל בסיסו מנתחים את קצב השינוי באורך, ברוחב, בעומק, בשטח פנים ובנפח.
לקריאת המאמר – לחצו כאן
לדף של פרופ' סיגל סבלדי -גולדשטיין: https://bit.ly/3KiWf4f
דוברות הטכניון.
