"Du kan tänka på meristemet som 'Heligaste' i en växt", säger Detlef Weigel, direktör vid Max Planck Institute for Developmental Biology i Tübingen och ledare för forskargruppen som gjorde upptäckten. "Det är platsen där alla nya celler och organ bildas. Det är därför det är så viktigt för växten att skydda dem."
Virus kan komma in i växten genom stomata - små öppningar i löv som gör att växten kan byta luft med sin omgivning - eller genom sår i växten. Väl inne rör de sig från cell till cell genom plasmodesmata, små kanaler som sammanbinder dem. Dessa kanaler finns dock inte mellan meristemceller och resten av växten, så viruset kan inte fysiskt komma till meristemet. Men när meristemet växer, genererar det ständigt nya celler, och i processen börjar de meristematiska cellerna vid dess kanter att differentiera sig - det vill säga att ge upphov till de olika celltyper som utgör växtens vävnader. Och dessa differentierande celler bildar plasmodesmata till sina närliggande icke-meristematiska celler. Det är den där differentieringszonen mellan det egentliga meristemet och resten av växten som virus skulle behöva passera om de ska infektera meristemet.
I sina experiment kringgick forskarna den fysiska barriären som omger meristemet och tvingade på konstgjord väg fram uttrycket av virala rörelseproteiner i meristemstamceller. Men överraskande spred sig virusen inte in i meristemcellerna. "Om vi bara hade tittat på närvaron eller frånvaron av de virala rörelseproteinerna, skulle vi ha dragit slutsatsen att virusen måste ha en annan väg in i meristemet," säger Weigel. "Men vi såg inga tecken på viruset i meristem."
Ytterligare analyser visade att de proteiner som var ansvariga för att blockera spridningen av virusen var MPK. När forskarna genetiskt störde MPK-generna kunde virusen komma in i meristemet. Dessa proteiner, fann forskarna, signalerar växtens immunsystem att producera försvar som begränsar viruset till det differentierande cellskiktet intill meristemet. Om MPK-proteinerna inte är där för att skicka signalen, produceras inte försvaret mot viruset och viruset kan spridas in i meristemet.
Fyndet avslöjar en sofistikerad nivå av virusförsvar som är inbyggt i växten från dess tidigaste tillväxtstadier. Dessutom har arbetet avslöjat att de skyddande MPK:erna är en del av ett större system som styr växlingen mellan meristemunderhåll och differentiering.
"Genom att studera MPK-funktionen för att skydda meristemer har vi också fått ny insikt i regleringen av växternas tillväxt och utveckling", säger Weigel.
