עינת שדות Ph.D.

התמיינות שורשים אדוונטיבים

שורשים אדוונטיבים נוצרים מרקמות שאינן שורש. השראת שורשים מיחורי גזע היא אחת הדרכים הנפוצות לריבוי וגטטיבי ומהווה שיטת עבודה חשובה בחקלאות. השרשת ייחורים חשובה מבחינה כלכלית בייעור, בתעשיית צמחי הנוי ובפיתוח כנות עילית להגדלת היבול, עמידות בפני מזיקים, מחלות ותנאי סביבה, בצמחים שונים, בעיקר עצי פרי אבל לא רק. למרות החשיבות הכלכלית והחקלאית הרבה של ריבוי וגטטיבי, עדיין קיים מחסום רציני בהשרשת ייחורים של צמחים יקרי ערך בעלי כושר השתרשות נמוך באופן טבעי או בכאלו שמאבדים יכולת זו במהלך ההתבגרות. הוכח שהתמיינות שורשים אדוונטיבים מבוקרת על ידי רשת מורכבת של העברת אותות ממגוון הורמונים צמחיים, שבה איתות מאוקסין ממלא תפקיד מרכזי בכל שלב בתהליך. מתן אוקסין לבסיס הייחור הוא הטיפול הנפוץ כדי לגרום להיווצרות שורשים אדוונטיבים, עם זאת, צמחים קשי השתרשות רבים אינם מייצרים שורשים בתגובה לטיפול כזה.עבודתנו בנושא זה מתמקדת בשני תחומים: 1. פיתוח משפרי השתרשות חדשים, בשיתוף עם ד”ר רועי וינשטיין מאוניברסיטת תל-אביב. התרכובות החדשות שלנו נבדקות על יכולתן לשפר היווצרות שורשים אדוונטיבים בצמחים קשי השתרשות כגון עצים, צמחי נוי וכנות של עצי פרי 2. התחום הנוסף כולל את הביולוגיה של התא העומדת בבסיס היווצרות שורשים אדוונטיבים. בתחום זה אנו עוסקים בשאלות הקשורות לתרומתם של שינויים בדופן התא להתמיינות של השורשים, כמו גם היבטים שונים של הובלת אברונים ממברנאלים בתא, אינטראקציות חלבון-חלבון ושינויים שלאחר תרגום בחלבונים שונים, המשפיעים על היווצרות שורשים אדוונטיבים, או לחלופין על היווצרות קאלוס בבסיס הייחור.

ביולוגיה של התא ושלד התא

מיוזינים הם חלבונים מוטוריים. בצמח חלבונים אלו משתייכים לשתי קבוצות עיקריות של מיוזינים לא קונבנציונאלים: מיוזין XI ומיוזין VIII, שניהם קרובים מבחינה פילוגנטית למיוזין V מיונקים. משפחת המיוזין בצמח המודל Arabidopsis thaliana כוללת 17 חברים: 13 מקבוצת מיוזין XI (מיוזין XI-A–K, XI-1 ו-XI-2) ו-4 מקבוצת מיוזין VIII (ATM1, ATM2, מיוזין VIII-A ו-VIII-B). ידוע שבני משפחת מיוזין XI מניעים את התנועתיות של אברונים גדולים, שלפוחיות קטנות, הרשת האנדופלזמית (ER) והציטופלזמה כולה בתאי הצמח. עם זאת, המנגנון העומד בבסיס התהליך אינו מובן במלואו. הסיבה לחוסר הבהירות היא שבעוד שהתנועתיות של גופיפי Golgi, פרוקסיזומים ומיטוכונדריה מופחתת בצמחים מוטנטיים של מיוזין xik, מיוזין XIK רקומביננטי מתפקד באורך מלא, מאוחה עם YFP, לא נצפה קשור לאברונים אלה. שלושה מנגנונים הוצעו כדי להסביר את אי הבהירות הזו: 1. מיוזין XI קושר שלפוחיות הובלה ספציפיות הנעות לאורך סיבי אקטין ויוצרות זרימה הידרודינמית של הציטופלזמה. כל שאר האברונים והשלפוחיות נעים על ידי זרימה זו ללא אינטראקציה ישירה עם מיוזין XI. 2. מיוזין XI נקשר ישירות לשלפוחיות והאברונים אך באופן חולף מאוד ומניע אותם רק למרחקים קצרים לאורך מסלולי אקטין, ולכן קשה מאוד ללכוד את הסיטואציה בעין המיקרוסקופ. 3. כמות מולקולות המיוזין הנקשרות בו זמנית לאברון נמוכה ומתחת רמה הניתנת לזיהוי במיקרוסקופ.

אנו חוקרים את האפשרות ששינויים מרחביים וזמניים לאחר תרגום של  מיוזין XI מסדירים את הקישור שלו לאברונים שונים.