Ken-ichiro Hayashi, Shouichi Nakamura, Shiho Fukunaga, Takeshi Nishimura, Mark K. Jenness, Angus S. Murphy, Hiroyasu Motose, Hiroshi Nozaki, Masahiko Furutani, and Takashi Aoyama

Fluorescent auxin analogs là phương pháp được thiết kế trên cơ sở các auxins năng động có chức năng rõ ràng trong hệ thống vận chuyển của chúng, nhưng không ghi nhận được đối với những auxin không năng động trong truyền tín hiệu. Những fluorescent auxin analogs như vậy có thể bắt chước thông quan hệ thống vận chuyển ấy và được sử dụng để quan sát sự phân bố của auxin giữa các tế bào và trong các tế bào rễ cây. Những analogs này cho phép chụp ảnh các vị trí vận chuyển auxin có độ phân giải theo không gian và thời gian. Hệ thống auxin huỳnh quang cho chúng ta thấy bên trong cơ chế vận động auxin và sự phân bố auxin ở mức độ cơ quan bên trong tế bào.

Chất điều hòa sinh trưởng thực vật auxin là tín hiệu có tính chất hình thái học căn bản kiểm soát được nhiều nội dung trong tăng trưởng và phát triển của thực vật. Ở mức độ tế bào, auxin được điều tiết bởi các tiến trình đa đoạn, bao gồm sinh tổng hợp auxin và di chuyển về cực, các lộ trình biến dưỡng. Hàm lượng auxin biến thiên theo gradient nồng độ xác định vị trí các cơ quan của cây và sự đáp ứng của yêu cầu tăng trưởng đối với những thay đổi của môi trường. Các hệ thống vận chuyển Auxin có vai trò vô cùng quan trọng trong điều tiết theo không gian và thời gian trên cơ sở gradient của nồng độ auxin. Chính auxin gradient này được người ta phân tích bằng SCF-type E3 ubiquitin-ligase complex-dựa theo auxin biosensors trong các dòng ghi nhận được phản ứng của sinh tổng hợp auxin. Tuy nhiên, những đóng góp của sinh tổng hợp auxin và sự biến dưỡng auxin gradient vẫn còn là câu hỏi lớn. Hơn nữa, thông tin khả dĩ về vị trí của auxin ở mức độ cơ quan trong tế bào vẫn còn quá nhiều hạn chế. Ở đây, các nhà nghiên cứu đã thiết kế phương pháp đánh dấu huỳnh quang auxin analogs nó vẫn duy trì được tính chất năng động khi auxin vận chuyển, nhưng tỏ ra bất hoạt khi auxin truyền tín hiệu và thực hiện biến dưỡng. Fluorescent auxin analogs có thể giúp người ta quan sát bằng mắt có chọn lọc về sự phân bố của auxin bằng hệ thống vận chuyển auxin. Cùng với những thành phần ức chế sinh tổng hợp auxin  và auxin biosensor, các analogs như vậy đã cho thấy một sự đóng góp tiếp sau đó của sinh tổng hợp auxin tại chổ để hình thành nên auxin maxima tại đỉnh rễ cây. Hơn nữa, fluorescent auxin analogs chính thức định vị tại mạng võng nội chất (endoplasmic reticulum) trong tế bào nuôi cấy và rễ, chỉ ra sự hiện diện của một auxin gradient ở trong cơ quan của tế bào. Kết quả nghiên cứu này không những cung cấp công cụ đắc lực cho sinh hóa học thực vật mà còn chứng minh được một chiến lược mới chụp ảnh sự phân bố của những hormones có độ lớn phân tử bé.

Xem http://www.pnas.org/content/111/31/11557.abstract.html?etoc

PNAS August 5, 2014; Vol.111; No. 31 11557-11562

GS Bùi Chí Bửu lược dịch.

Fig. 4. Auxin maxima in the root apex. (A–D) DR5::GFP maxima in auxin-deficient roots. The DR5::GFP line was grown for 5 d on medium containing auxin biosynthesis inhibitors [10 μM kynurenine (Kyn) and 20 μM yucasin] with or without 10 nM NAA. (E and F) NBD-auxin distribution at the root apex in the DR5::tdTomato-NLS line. The values presented in parentheses indicate the concentration of chemicals (μM). The arrows indicate the QC region.