Hojení ran u živočichů a především u člověka je velmi aktivní oblast výzkumu. Daleko méně se ví, jakými mechanismy se rány hojí u rostlin. Vědci pod vedením Jiřího Frimla z Institute of Science and Technology v Rakousku (IST Austria) studovali, co se stane, když jsou poraněny kořeny rostliny. Ukázali, že buňky sousedící s ránou se začnou dělit a poranění zacelí nově vzniklými dceřinými buňkami, které se vyprodukují nejen přesně ve správném počtu, ale navíc se přeprogramují na ty správné buněčné typy. Klíčovým mechanizmem pro úspěšné zhojení kořenů je, že sousední buňky uvnitř rány se přeprogramují do kmenového stavu.
Všechny rostlinné orgány – od listů až ke kořenům – pravidelně snášejí poranění tkáně, ať už kvůli mechanickým silám, býložravcům nebo jiným faktorům. Zatímco zvířata se spoléhají na specializované migrující buňky pro hojení ran, rostliny, jejichž buňky jsou imobilní, si musely vyvinout jiné mechanismy: Již téměř sto let bylo známo, že v rostlinách nahrazují buňky sousedící s ránou poškozené tkáně novými dceřinými buňkami. Úplně nový aspekt hojení poranění rostlin v citlivé kořenové špičce byl objeven teprve teď díky použití speciálního designu mikroskopu, který je překlopený o 90 stupňů a je vhodný pro dlouhodobé pozorování přirozeně, ve směru gravitace, rostoucích kořenů a také umožňuje způsobit velmi přesně lokální poranění kořene pomocí UV laseru. Výzkumný tým zjistili, že poškozené nebo zničené kořenové buňky nejsou jednoduše nahrazeny dělením zdravých buněk ze stejného typu buněk nad a pod ranou. Místo toho, buňky sousedící s vnitřní stranou poranění reaktivují svůj program kmenových buněk, aby produkovaly buňky správného typu, které nahradí chybějící sousedy. Ve srovnání s běžnými děleními se buněčný cyklus těchto „léčivých buněk“ výrazně zrychlil a rovina jejich dělení se otočila o 90 stupňů, což umožnilo dceřiným buňkám uspořádat se kolmo k ose kořene (za normálních okolností se buňky v rostoucím kořeni dělí rovnoběžně s osou kořene). Při bližším zkoumání dceřiných buněk se ukázalo, že se správně diferencují do chybějících buněčných typů. Například když vědci odstranili buňku kůry a měla být nahrazena nově vytvořenou dceřinou buňkou z přilehlé endodermní buňky, tato dceřiná buňka získala nový a „správný“ buněčný typ buňky kůry. Aktivované „léčivé buňky“ jsou tak schopny se dělit asymetricky, tj. vytvářet dceřinné buňky jiného typu než mateřská buňka – proces, který se typicky vyskytuje pouze v dělivém pletivu úplně na špičce kořene. Studie je publikována v časopise Cell.
Petra Marhava, Lukas Hörmayer, Saiko Yoshida, Peter Marhavý, Eva Benková & Jiří Friml (2019) Re-activation of stem cell pathways for pattern restoration in plant wound healing. Cell Vol 177 (4), 957-969
