Клітинна поляризація, завдяки якій у рослинних клітин є верх і низ, формується за рахунок молекулярних сигналів, що передаються від материнської клітині дочірньої.
Всі живі організми відчувають, де знаходиться верх, а де них - іншими словами, всі організми можуть орієнтуватися в гравітаційному полі. Без цього в нашому світі було б дуже важко жити; наприклад, є взяти рослини, то вони без здатності орієнтуватися за силою тяжкості просто не розуміли б, що коріння повинні рости вниз, а квіти з'являтися на гілках. Однак досі залишається не дуже зрозумілим, як рослини зберігають у собі цю здатність.
Справа в тому, що у рослин відмінності між верхом і низом обумовлені такими ж відмінностями в кожній клітині організму. Тобто рослинні клітини поляризовані, у них є два полюси, верхній і нижній. Поляризація виникає завдяки спрямованому потоку ростового гормону ауксину. У свою чергу, спрямований потік ауксину виникає через те, що спеціальні білки, які транспортують молекули гормону через клітинну мембрану, зібрані на полюсах.
Але при клітинному поділі полярний розподіл білків-транспортерів аукціону порушується, точніше, одна дочірня клітина зберігає їх там, де потрібно, а ось друга - ні. Дослідники з Австрійського науково-технологічного інституту спробували розгадати, як рослинні клітини відновлюють свою полярність. Для цього білки-переносники ауксіну модифікували так, щоб вони флуоресціювали, щоб по білках, що світяться, можна було зрозуміти, як вони розподіляються по клітці.
Очікувалося, що нові клітини, що залишилися без полярності, будуть спілкуватися з полярними сусідами, щоб її у себе відновити, що між ними і сусідами будуть циркулювати якісь молекулярні сигнали. Але виявилося, що клітини відновлюють полярність без допомоги сусідів, і що всю інформацію про те, де повинні сидіти білки-переносники ауксіну, дочірня клітина отримує від материнської. При цьому поки незрозуміло, що за молекулярні сигнали переходять від материнської клітини до дочірньої.
Вдалося тільки описати роль особливих ферментів-кіназ, які навішують фосфатні групи на білки-переносники: така модифікація потрібна, щоб білки-переносники зайняли правильне місце в мембрані. Фосфорилюючі ферменти особливо активно працюють в клітинах, що діляться, і якщо ферменти відключити, коріння перестануть рости в землю, а замість цього почнуть звиватися і закручуватися. Також у статті в Nature Plants описана доля білків-переносників, які після поділу виявляються не на своєму місці. Вважалося, що клітина їх знімає з мембрани і переносить на полюси, проте виявилося, що клітина їх просто перетравлює, а для полюсів просто синтезує нові білки.
Всі ці процеси, очевидно, підпорядковуються молекулярним сигналам, отриманим від материнської клітини, які, повторимо, ще належить розгадати. Можливо, молекулярні сигнали, завдяки яким рослинні клітини відновлюють полярність, вдасться використовувати, щоб керувати зростанням різних сільськогосподарських культур.