Ảnh: Bryce Benda.

Các nhà nghiên cứu đại học Leiden và Áo đã thành công trong việc khám phá thêm cách thức một tế bào thực vật truyền hormone tăng trưởng auxin cho tế bào tiếp theo. Ba protein bám vào nhau trong một bó xuất hiện thiết yếu cho quá trình vận chuyển quan trọng này. Giáo sư Remko Offringa nói: “Khám phá này giải được một phần quan trọng của câu đố”.

Hormone auxin có thể được xem như động cơ sinh trưởng của thực vật. Auxin xác định cách thức và vị trí cây phát triển, ở chồi và rễ. Nhưng làm thế nào để hormone tăng trưởng này kết thúc ở đúng vị trí trong cây? Cho đến nay, người ta đã biết rằng các protein vận chuyển truyền auxin từ tế bào này sang tế bào khác. Các protein này là một loại kênh nhỏ có thể di chuyển được trong màng tế bào - 'bề mặt bên ngoài' của tế bào.

Hộp hình chữ nhật

Remko Offringa, Giáo sư Di truyền Phát triển Thực vật cho biết: “Hãy tưởng tượng một tế bào thực vật giống như một hình hộp chữ nhật. Các protein vận chuyển tập hợp tại một trong bốn bề mặt bên ngoài để truyền auxin theo cách định hướng cho tế bào tiếp theo. Tế bào này sau đó truyền auxin theo cách tương tự cho tế bào tiếp theo". Đây là cách thực vật đảm bảo auxin được vận chuyển từ các tế bào sản xuất hormone đến các tế bào nơi diễn ra sự phát triển.

Trước đó, nhóm của Offringa đã phát hiện ra rằng cái gọi là protein kinase gắn nhãn các protein vận chuyển bằng các nhóm photphat. Việc ghi nhãn này xác định các protein vận chuyển tập trung ở phía nào của tế bào và do đó auxin được bơm theo hướng nào.

Thiếu liên kết

Bạn sẽ nghĩ đây là một câu chuyện rất chi tiết. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu một cái gì đó, Offringa cho hay: "Sự hình thành các protein vận chuyển ở một bên của màng tế bào diễn ra như thế nào? Cùng với các đồng nghiệp từ Viện Khoa học và Công nghệ Áo, chúng tôi đã phát hiện ra một mắt xích quan trọng còn thiếu trong quá trình này". Nhóm nghiên cứu đã công bố khám phá này trên số tháng 3 của tạp chí nổi tiếng Current Biology.

Phức hợp ổn định

Vấn đề nằm ở các protein vận chuyển. Chúng nằm trong màng của tế bào thực vật và có thể di chuyển xung quanh trong màng này. Do đó, các protein không chỉ có thể được tìm thấy ở trên hoặc dưới cùng của tế bào mà còn có thể được tìm thấy ở các cạnh tế bào. “Chúng tôi đã phát hiện ra rằng có một nhóm protein khác tham gia vào quá trình này, gọi là protein MAB. Một protein MAB đơn tương tác với một protein vận chuyển được đánh dấu và một protein kinase để tạo thành một cụm. Vì cụm này khá cồng kềnh nên chỉ di chuyển chậm trong màng và nằm ở phía đúng của tế bào”.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh điều này bằng cách so sánh các tế bào thực vật bình thường với các tế bào thực vật đột biến thiếu protein kinase hoặc protein MAB. Trong hai trường hợp sau, không có sự tích tụ của các protein vận chuyển ở một bên của tế bào. Do đó, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng cả protein kinase và MAB đều cần thiết cho sự vận chuyển chính xác của auxin.

Kết hợp

Offringa cho biết: “Ấn phẩm của chúng tôi là một ví dụ điển hình về cách khoa học có thể hoạt động. Tôi đã làm việc với Jiri Friml, trưởng nhóm người Áo, gần 20 năm, vì vậy tôi biết anh ấy rất rõ. Nhưng chúng tôi tình cờ nghiên cứu các protein MAB độc lập với nhau. Trong một cuộc hội thảo, chúng tôi phát hiện ra rằng chúng tôi đang làm việc về cùng một chủ đề. Sau đó, rõ ràng là dữ liệu của chúng tôi bổ sung cho nhau. Chúng tôi có thể đã chọn xuất bản ấn bản của riêng mình, nhưng sau đó cả hai chúng tôi sẽ có một câu chuyện không hoàn chỉnh. Bằng cách kết hợp dữ liệu của nhau, chúng tôi có một ấn phẩm đủ mạnh về mặt khoa học gửi đến những nhà khoa học".

Đỗ Thị Thanh Trúc theo Phys.org