|
Conference publicationsAbstractsXXIII conferenceMathematical modeling of auxin distribution in the root tips of pin mutants in A. thalianaRUSSIA 630090 Novosibirsk, Prospekt Lavrentyeva 10, +7 (383) 363-49-63*1331, E-mail: kazfdr@bionet.nsc.ru RUSSIA 630090 Novosibirsk, Prospekt Lavrentyeva 10, +7 (383) 363-49-63*3408, E-mail: kviki@bionet.nsc.ru 1 pp. (accepted)Одним из важнейших фитогормонов растений является ауксин, который регулирует процессы роста, развития и дифференцировки клеток растения. Синтезируясь в побеге, он транспортируется в корень, способствуя его развитию. Главными транспортерами ауксина между клетками корня являются белки семейства PIN. PIN белки экспрессируются в разных тканях корня и осуществляют направленный активный транспорт ауксина. Результирующий поток формирует максимум концентрации ауксина в нише стволовых клеток на кончике корня. Этот максимум является необходимым условием для поддержания стволовых клеток.
В работе Гринайсен и соавторов [1] был проведен in silico и in vivo анализ распределения ауксина в мутанте pin3pin4pin7 Arabidopsis thaliana. Анализ показал изменение паттерна распределения ауксина в кончике корня: смещение положения максимума и падение концентрации ауксина в нем.
Для исследования того, как нокаут одного или нескольких генов PIN транспортеров влияет на паттерн и динамику распределения ауксина в корне, мы применили методы математического моделирования. Была создана модель распределения ауксина в кончике корня в виде клеточного автомата. Структура моделируемых клеток была задана по оцифрованному изображению со сканирующего микроскопа. Введена возможность смены направления активного транспорта ауксина в зависимости от концентрации внутриклеточного ауксина. Экспрессия белков транспортеров задана кусочно-линейными функциями в зависимости от ауксина в соответствии с экспериментальными данными.
Исследование модели показало, что, не смотря на отсутствие одного из PIN белков, его паралоги способны формировать паттерн распределения ауксина с максимумом концентрации в кончике корня, как и в контроле. Т.е. компенсация функции нокаутированного PIN гена не будет проявляться фенотипически, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.
Работа была выполнена при поддержке гранта РНФ 14-14-00734.
Литература. 1. Grieneisen VA, Xu J, Marée AFM, Hogeweg P, Scheres B. Auxin transport is sufficient to generate a maximum and gradient guiding root growth // Nature Том 449, Год 2007, Стр. 1008–1013.
|
