Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Obrazowanie symbiozy

W ramach pewnego projektu europejskiego opracowano innowacyjne narzędzia do obrazowania, umożliwiające badanie symbiozy roślin z kolonizującymi je grzybami. Działania w ramach projektu dostarczyły niezwykle szczegółowej wiedzy o strukturach i molekułach uczestniczących w procesie symbiozy.
Obrazowanie symbiozy
Mikoryza arbuskularna (AM) jest to symbioza między grzybami a roślinami, która ułatwia dwustronną wymianę metabolitów, w tym fosforanów nieorganicznych, między uczestniczącymi w niej organizmami. Grzyby AM tworzą złożono struktury odżywcze, tzw. arbuskule, w obrębie korzeni większości roślin lądowych. Zapoczątkowuje to serię zdarzeń reprogramujących roślinę, które prowadzą do syntezy błony roślinnej otaczającej arbuskule, tj. błony periarbuskularnej (PAM). Jednakże procesy biogenezy PAM i ich dynamika pozostają słabo poznane.

Naukowcy z finansowanego przez UE projektu ENDOSYM (3-D quantitative modelling of eukaryotic endosymbiosis: a pioneering innovative imaging approach) postawili sobie za cel opracowanie innowacyjnych technik bioobrazowania 4D żywych komórek w tkankach głębokich, badania dynamiki ich błon oraz analizy ultrastruktur w wysokiej rozdzielczości.

Badacze stworzyli model syntezy AM ryżu i Rhizophagus irregularis, który badali z zastosowaniem wielofotonowej, konfokalnej mikroskopii (MPCM) o wysokiej rozdzielczości oraz tomografii ultrastruktur. Aby ułatwić obrazowanie żywych komórek, zmodyfikowano inżynieryjnie korzenie ryżu, uzyskując w nich ekspresję fluorescencyjnej postaci PT1, transportera fosforanów w mikoryzie. Korzystano też z innych markerów fluorescencyjnych błon wewnątrzkomórkowych do obrazowania MPCM.

Wyniki pozwoliły po raz pierwszy stwierdzić, że lokalizacja PT11 w PAM rozwijających się arbuskuli przyjmuje wzorzec wyrazistych ognisk otaczających końcówki drobnych rozgałęzień arbuskularnych. Obrazowanie lokalizacji PT11 w czasie sugeruje, że albo bezpośrednio wpływa na powstawanie rozgałęzień arbuskuli, albo jest uzależniona od obecności rozgałęzień.

Podczas badań 3D struktur błonowych naukowcy przetestowali liczne metody zachowywania błon. Podczas zamrażania pod wysokim ciśnieniem zaobserwowano nowe wypustki tubularne błon komórkowych grzyba, przypominające nanopodia, oraz potwierdzono złożoną naturę PAM.

Podsumowując, badacze wykazali, że symbioza typu AM stanowi doskonały układ modelowy do analizy złożonych procesów molekularnych reprogramowania organizmów eukariotycznych przez inne, inwazyjne organizmy. Opracowane techniki obrazowania mogą znaleźć zastosowanie w badaniu innych układów oraz uzyskiwaniu informacji strukturalnych i molekularnych.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Symbioza, mikoryza arbuskularna, ENDOSYM, Rhizophagus irregularis, PT11
Numer rekordu: 191171 / Ostatnia aktualizacja: 2017-02-21
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę