干了一段时间后，下雨天会让你恢复活力。但对于植物来说，一场倾盆大雨可能意味着麻烦。面对突然涌入组织的水分，植物必须控制细胞的体积，否则就有爆炸的危险。
圣路易斯华盛顿大学的一项新研究为植物细胞中的机械敏感离子通道如何通过诱导细胞死亡来应对肿胀提供了线索，从而有可能保护植物的其他部分。
Haswell“人们已经对植物对细胞膨胀的反应进行了很长时间的研究，并且对信号传导事件也有了很多了解。然而，最初检测细胞膨胀的传感器并不为人所知，”艺术生物学教授Liz Haswell说。科学。
Haswell和Haswell实验室的博士后研究学者Debarati Basu在6月11日出版的《当代生物学》上报道了这一发现。这一发现让我们更深入地了解了植物是如何感知和响应诸如细胞膨胀之类的机械信号的，而不是像营养物质或生长因子这样的化学信号。
重新利用离子通道
植物细胞有坚固而灵活的外细胞壁来阻止水从细胞内流出。由于缺少骨骼，植物只有水和纤维素的力量来保持直立。如果没有这种力量，它们就会变得软弱无力。但当挤压压力(膨胀压力)变得过大时，细胞就会膨胀，从而出现不平衡。
据记载，植物的细胞膨胀会导致钙离子释放到细胞质中，并导致活性氧(一种不稳定的含氧分子，会导致细胞死亡)的积累。当细胞对肿胀做出反应时，特定的基因被打开或关闭。
但是能够感知细胞肿胀的玩家已经消失了。
夹在细胞壁和细胞内部内容物之间的是质膜。嵌入在原生质膜中的是机械敏感的离子通道或隧道，它们在膜拉伸时释放离子。力敏离子通道10 (MSL10)是力敏离子通道家族的一个成员，这是哈斯韦尔实验室的重点。
巴苏使用了一种化学物质，它会使细胞壁失去强度而变得柔软。同时，她可以增加细胞内部的膨压，研究MSL10在参与细胞肿胀反应的初始步骤中的作用。
携带突变使MSL10过度活跃的植物细胞，对细胞肿胀的反应与野生型植物类似——钙被释放，活性氧产生，基因表达改变。然而，当植物细胞缺乏MSL10时，这种反应更加明显，并且缺失。
Basu和Haswell发现MSL10不仅是离子转运体，也是细胞肿胀的主要应答者。
“MSL10是一个离子通道，所以it’很容易认为它本身在运送钙。这可能不是真的。”“我们的结果提出了一种可能性，即MSL10感觉到了细胞的肿胀，并激活了另一个输送钙的通道。”
程序性死亡
当细胞膨胀时，细胞壁无法维持膨胀压力。但它没有爆炸。相反，细胞死亡了。但只有具有MSL10功能的植株死亡。在缺乏MSL10的植物中，死亡得以避免。
“这似乎违反直觉，”哈斯韦尔说。“为什么细胞死亡需要MSL10 ?你应该期望它在肿胀时挽救细胞的生命，而不是相反。”关键是细胞不是以一种正常的方式死亡，它们正在经历程序化的细胞死亡。”
Basu发现MSL10激活程序性细胞死亡——一种源自细胞内部的调节机制。细胞损伤本身不会导致死亡;MSL10触发了一个细胞自杀程序。
为什么植物会在细胞膨胀时引发细胞自杀仍然是个谜。但是巴苏和哈斯韦尔提出了一些有趣的假设。
“细胞膜可能已经损坏。所以，也许工厂想回收一些材料，并通过这个有规定的过程把它们放回工厂。”
或者这些受损的细胞更容易受到感染，植物通过细胞自杀以牺牲一些细胞来拯救植物。
哈斯韦尔说:“我们已经知道，当病原体感染植物时，植物会杀死一群被感染的细胞，以防止感染的传播。”“这种细胞在机械刺激下自杀的想法很有趣。”
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/06/an-ion-channel-senses-cell-swelling-and-helps-cells-to-choose-a-response/