У растений обнаружена новая органелла - танносома

Группе французских ученых недавно удалось впервые обнаружить растительную органеллу, в которой происходит синтез таннинов, и которая получила название танносомы. Данные о наличии этой ранее неизвестной структурной единицы клетки подтвердились на нескольких видах сосудистых растений, принадлежащих к разным таксономическим отделам.

Хорошо известно, что таннины присутствуют во многих сосудистых растениях. Роль этих веществ, в основном, заключается в защите растений от патогенов и хищников, а также от воздействия ультрафиолета. Эти вторичные метаболиты являются полимерами катехинов, относящихся  к широкому семейству флавоноидов. С помощью различных методов  молекулярной и клеточной биологии, а также иммуноцитохимии было предположено, что синтез флавоноидов  происходит с помощью мультиферментного комплекса, слабосвязанного с наружной поверхностью эноплазматического ретикулума. Однако до сих пор ученые не могли выяснить, где и каким образом происходит биосинтез танинов у наземных растений. И вот совсем недавно в известном научном  журнале Annals of Botany были опубликованы результаты ультраструктурных и морфологических  исследований, которые привели к  открытию новой клеточной органеллы - танносомы, которая является своеборазной производной хлоропласта и внутри которой происходит синтез таннинов. Исследование проводилось на растениях, принадлежащих  таксономически к  нескольким отделам (Cycadophyta, Ginkgophyta, Equisetophyta, Pteridophyta, Coniferophyta, Magnoliophyta), и у всех них наблюдали сходный процесс  образования танносом.

Согласно полученным данным, танносомы образуются из тилакоидов хлоропластов, когда те распадаются на сферические частицы размером 30 нм. Затем оболочка хлоропласта образует выпячивание, в которое  попадают эти частицы, и далее путем слияния оболочек хлоропласта  образуется мембрана. Образованный таким  способом шаттл-переносчик перемещает танносомы через цитоплазму к вакуоли. Тонопласт, в свою очередь, образует инвагинацию, переносчик встраивается и растворяется, выпуская танносомы, и таннины благополучно откладываются  в вакуоли. При этом полимеризация таннинов происходит непосредственно внутри танносомы.

Конденсированные таннины (также называемые  проантоцианидинами) являются широко  распространенными полимерами катехинов  и жизненно важны для функционирования  механизмов защиты сосудистых  растений.

В настоящее время накоплено  много свидетельств в пользу того, что синтез мономерных эпикатехинов происходит на цитозольной стороне  эндоплазматического ретикулума, а потом они транспортируются в вакуоль. Однако при этом не было точно установлено, в каком месте происходит полимеризация таннинов - это и стало целью данного исследования. Из богатых таннинами органов  и тканей растений были выделены образцы и исследованы различными методами флуоресцентной световой и конфокальной микроскопии, сканирующей электронной  микроскопии (ТЕМ), иммуноцитохимии  и аналитической химии. Ткани  были зафиксированы в кофеин-глутаральдегидной  смеси и затем просканированы в ТЕМ. Остальные образцы свежих тканей проинкубировали с первичными антителами к протеинам тилакоидов и оболочек хлоропласта, а также с флюоресцирующим  маркером на конденсированные таннины. Спектральный и  химический анализ таннинов и хлорофиллов  также был проведен с использованием клеточных фракций, богатых таннинами. В образцах свежей ткани растений и очищенных фракциях органелл, в итоге, были обнаружены три вида хлоропластных мембран внутри вакуоли в местах отложений таннинов. 

Прочитать оригинал новости (англ.) и получить полный текст научной публикации можно  на сайте Annals of Botany Blog