המיקרוטובולי הינם פולימרים של תת היחידות אלפא ובטא טובולין ומהווים חלק מהשלד התוך תאי. אלו משתתפים בתהליכים שונים בתא, ביניהם, תהליך החלוקה התאית. בשלב זה במחזור חיי התא, הם מאורגנים במערך ברור של סיבי כישור ומבנה גלילי המכונה פרגמופלסט. בשלב האינטרפאזה הם מתארגנים במערך קליפתי של סיבים מקבילים, יוצרים מסלולי תנועה לקומפלקס האנזימטי צלולוז סינתאז ובכך מבקרים את הסידור של סיבי הצלולוז המורבצים בדופן התא. באופן זה הם מכתיבים את צורתו הסופית של התא וייתרה מכך - את תכונותיה המכניות של הדופן.
הודות למנגנון זה, קיים מנגנון דינאמי של בקרה ומשוב הדדיים בין תכונותיה המכניות של דופן התא לבין פעילות המיקרוטובולי. מנגנון זה יכול להגיב לגורמים חיצוניים התלויים בדופן התא וקיימות ראיות המעידות על מעורבות מנגנון זה ותפקיד המיקרוטובולי בהתמיינות תאים ובתוך כך במעבר אותות אוקסין.
ידוע כי אוקסין משרה החמצה של סביבת דופן התא וכתוצאה מכך דופן התא מתרופפת. שינוי זה בתכונות המכניות של הדופן, יחד עם התנועתיות של הווסיקלות התוך תאיות, משפיע גם על המיקום הקוטבי של הטרנספורטרים לאוקסין בממברנת התא. הודות להובלתו הקוטבית, האוקסין מוסע בכיוון מסוים ומצטבר. הצטברות האוקסין משרה התמיינות לפרימורדיות חדשות. עם זאת, התמיינות לפרימורדיות חדשות עשויה להתחיל גם בתגובה לפעולה אחרת אשר מביאה להתרופפות דופן התא.
שילוב של כל הגורמים הללו ביחד יכול לרמז על משוב הדדי בין מיקרוטובולי, דפנות תאים ומעבר אותות אוקסין אשר ממלא תפקיד בהתמיינות רקמות בצמחים.
במעבדה אנו חוקרים את תפקיד המיקרוטובולי בהתמיינות שורשים אדוונטיביים, בנוסף לתפקידם המוכר בחלוקת התאים והתארכותם.
מיוזינים הם חלבונים מוטוריים היוצרים תנועה לאורך סיבי האקטין בשלד התא. המיוזינים הצמחיים מעורבים בתהליכים תאיים מגוונים כגון זרימה ציטופלזמטית, תפקוד הפלזמודזמטה, ניידות ומיקום אברונים ווסיקולות שונות, רה-ארגון דינמי של הרשתית התוך פלזמטית (ER), ציטוקינזה, אנדוציטוזה והתפשטות בין תאית של וירוסים.
המיוזינים הייחודיים לעולם הצומח נמנים על שתי קבוצות:VIII ו-XI. לדוגמא, באצה ממשפחה ה-Characea, חלבוני מיוזין מקבוצה XI יכולים להניע מהירות של עד כ-100 מיקרון בשנייה (על פי מודלים חישוביים) שהיא המהירות הגבוהה ביותר של תנועה מתווכת חלבונים מוטוריים אשר נמצאה עד כה בממלכה החי. מדידות אחרות הראו שמיוזין XI מארבידופסיס מתווך מהירות של כ-7 מיקרון לשנייה. לשם השוואה מיוזין V ממקור בע"ח שהוא הקרוב ביותר מבחינה גנטית למיוזינים הצמחיים מתווך מהירות של כ-0.3 מיקרון לשניה.
במעבדה אנחנו חוקרים את הספציפיות והכפילויות של תפקוד מיוזינים צמחיים. אנו עוקבים אחר התפקיד של מיוזינים ספציפיים בתנועת אברונים ובזרימה ציטופלזמטית וכן את השפעתם על האיזון במעבר אותות האוקסין והתמיינות שורשים.
לחומרי טבע קיים תפקיד משמעותי ברפואת האדם זה כבר אלפי שנים. אלו ממשיכים להוות חלק מאבני הבניין ברפואה ומסתמן כי צמחים ימשיכו להוות מקור חסר תחליף למגוון תרופות ואמצעי ריפוי. תגליות של פעילות ביולוגית של חומרי טבע מתוך צמחים הניבו תרכובות שמשפיעות על השלד התוך תאי, חלקם בשימוש רפואי, כגון: קולכיצין, אלקלואידים מצמח הווינקה, טקסנים ופודופילוטוקסינים. מולקולות שמיוצרות באורגניזמים חיים מאופיינות בדרך כלל במבנה כימי מורכב שמותאם באופן טבעי להגיב עם רכיבים תאיים. לכן, למרות שסריקה של מולקולות טבעיות היא מורכבת יותר ופחות מועדפת על חברות התרופות, הן עדיין מכירות ביתרונות הגדולים של חומרים אלו.
במעבדה מצאנו מספר מולקולות טבעיות בעלות השפעה על השלד התוך תאי. כרגע איננו ממשיכים במחקר זה.
כושר השתרשות של צמחים מאפשר לייצר קלונים תוך שמירה על זהות גנטית בתכונות רצויות. אולם, נמצא כי מאפיין זה דועך בצמחים מעוצים עם התבגרותם, מה שמקשה על ריבוי קלונים מצטיינים של כנות עצי פרי, צמחי נוי מעוצים ועשבוניים ועצי יער מתוכניות טיפוח או סלקציות.
התבגרות הצמח מאופיינת בארבעה שלבים: השלב העוברי, השלב הווגטטיבי היובנילי הפוסט עוברי, השלב הווגטטיבי הבוגר והשלב הבוגר הרפרודקטיבי. בצמחים מעוצים, התכונות היובניליות, כולל כושר ההשתרשות, נשמרות בחלק התחתון של הנצר ובאופן הדרגתי או במעבר חד, מוחלפות בתכונות המאפיינות צמחים בוגרים ככל שעולים בגובה הצמח או מתרחקים מהציר המרכזי שלו אל הענפים הצדדיים.
תהליך ההשתרשות הוא למעשה התהליך של יצירת השורשים האדוונטיביים - התמיינות והיווצרות שורשים מרקמות שאינן שורשים. תהליך זה מאופיין בארבעה שלבים שבכל אחד מהם אוקסין ממלא תפקיד משמעותי: דה-דיפרנציאציה של תאים ספציפיים, חלוקות התאים, התפתחות פרימורדיית שורש ופריצת שורש.
אנליזות היסטולוגיות בצמחים מעוצים שעברו אינדוקציה ליצירת שורשים אדוונטיביים העלו כי המעבר בין שלב חלוקות התאים לשלב יצירת הפרימורדיה התרחש בשיעור גבוה בייחורים יובניליים, אך הרבה פחות בייחורים מצמחים בוגרים. כמו כן, התפתחות גושי קאלוס במקום התמיינות שורשים מתפקדים שכיחה בייחורים מצמחים בוגרים שטופלו באוקסין. מכך הוסק כי המעבר מחלוקות תאים להתמיינות התאים מעוכב בייחורים בוגרים.
במעבדה אנחנו חוקרים את הבסיס המולקולרי לאבדן כושר ההשתרשות בייחורים מצמחים מעוצים בוגרים. כיום מנוהל במעבדה פרויקט לפיתוח שיטות וחומרים חדשים להשרשת ייחורים מצמחים קשי השתרשות בשיתוף עם ד"ר רועי וינשטין מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית ואקולוגיה של צמחים באוניברסיטת תל אביב ופרופ' יוסי ריוב וד"ר ליאור אשד-ווילאמס מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית.
2.	צמחי מטע שונים כגון ארגן, כנות של אבוקדו וכנות של פקאן.
14. Rozenblatt-Rosen O, Mosonego-Ornan E, Sadot E, Madar-Shapiro L, Sheinin Y, Ginsberg D, Yayon A. (2002) Induction of chondrocyte growth arrest by FGF: transcriptional and cytoskeletal alterations. J. Cell Sci. 115;553-562.
21. Golomb L, Abu-Abied M, Belausov E, Sadot E. (2008) Different subcellular localizations and functions of Arabidopsis myosin VIII. BMC Plant Biol. 2008 Jan 8;8:3.
25. Halpert M?, Abu-Abied M, Avisar D, Moskovitz Y, Altshuler O, Cohen A, Weissberg M, Riov J, Gottlieb H.E, Perl A and Sadot E (2011) Rac-dependent doubling of HeLa cell area and impairment of cell migration and cell cycle by compounds from Iris germanica Protoplasma. 248(4):785-797.
36. Abu-Abied M, Szwerdszarf D, Mordehaev I, Yaniv Y, Levinkron S, Rubinstein M, Riov J, Ophir R, Sadot E (2014) Gene expression profiling in juvenile and mature cuttings of Eucalyptus grandis reveals the importance of microtubule remodeling during adventitious root formation. BMC Genomics. 2014 Sep 30;15:826.
42. Abu-Abied M, Belausov E, Hagay S, Peremyslov V, Dolja V, Sadot E. Myosin XI-K is involved in root organogenesis, polar auxin transport, and cell division. J Exp Bot. 2018;69(12):2869-2881.