По сути, растения неподвижны, поэтому для защиты от насекомых, диких животных и болезней они создают систему самозащиты из химических соединений, известных как вторичные метаболиты. Большинство этих соединений хранятся в вакуолях растительных клеток и активируются, если животное ест растение. Люди давно используют эти метаболиты в качестве лекарств и стимуляторов: они включают никотин и кофеин.
Исследователи изучили Catharanthus roseus, растение, хорошо известное тем, что вырабатывает противоопухолевые соединения, классифицируемые как терпеноидные индольные алкалоиды (ТИА). В процессе метаболизма ТИА создаются различные промежуточные соединения, которые перемещаются по разным клеткам, наконец, попадая в клетки идиобласта или латицифера, где они хранятся. До сих пор было неясно, как каждое соединение перемещалось между клетками и как контролировалось их создание и хранение в каждой клетке.
Команда проанализировала клеточное распределение каждого соединения в ткани, используя масс-спектрометрию изображения для ткани и масс-спектрометрию отдельных клеток для отдельных клеток. Это выявило, среди прочего, что соединения, которые, как предполагалось ранее, метаболизируются и хранятся в эпидермальных клетках, на самом деле присутствуют в большом количестве в совершенно другом месте — в клетках идиобластов.Эти результаты предполагают возможность неизвестного механизма, который регулирует создание, движение и регулирование органических соединений в растениях.
Кроме того, уточнение деталей процесса метаболизма ценных соединений в растениях, таких как Catharanthus roseus, потенциально может помочь в разработке новых методов синтеза органических соединений.Исследовательскую группу возглавляли ЯМАМОТО Котаро (аспирант 2-го курса) и профессор МИМУРА Тетсуро из Высшей школы науки Университета Кобе в сотрудничестве с доктором ТАКАХАСИ Кацутоши (Национальный институт передовых промышленных наук и технологий), доктором МАСУДЗИМА Цутому ( РИКЕН), д-р ЯМАЗАКИ Мами (Университет Чиба) и д-р МИЗУНО Хадзимэ (Университет Сидзуока).