![]() |
Растения обладают уникальной способностью полностью восстанавливаться из соматической клетки, т.е. обычной клетки, которая обычно не участвует в размножении. Этот процесс включает образование de novo или новой апикальной меристемы побега (SAM), дающей начало боковым органам, которые являются ключевыми для восстановления растения. На клеточном уровне формирование SAM жестко регулируется либо положительными, либо отрицательными регуляторами (генами/белковыми молекулами), которые могут индуцировать или ограничивать регенерацию побега соответственно. Но какие молекулы в этом участвуют? Существуют ли другие регуляторные уровни, которые еще предстоит раскрыть? В поисках ответов на эти вопросы исследовательская группа под руководством Нарского института науки и технологии (NAIST), Япония, изучила этот процесс у арабидопсиса — растения, широко используемого в генетических исследованиях. Их исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Science Advances, выявило и охарактеризовало ключевой негативный регулятор регенерации побегов. Они продемонстрировали, как ген WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 13 (WOX13) и его белок могут способствовать немеристематической (неделящейся) функции каллусных клеток, действуя как транскрипционный (на уровне РНК) репрессор, тем самым влияя на эффективность регенерации.
Предыдущие исследования ее команды уже установили роль WOX13 в восстановлении тканей и адгезии органов после пересадки. Поэтому сначала они проверили потенциальную роль этого гена в контроле регенерации побегов у мутанта wox13 Arabidopsis (растения с дисфункциональным WOX13), используя двухэтапную систему культуры тканей. Фенотипический анализ и анализ изображений показали, что регенерация побегов ускорялась (на 3 дня быстрее) у растений, лишенных WOX13, и замедлялась при индуцировании экспрессии WOX13. Более того, в нормальных растениях уровень экспрессии WOX13 был локально снижен в SAM. Эти данные свидетельствуют о том, что WOX13 может негативно регулировать регенерацию побегов. Для подтверждения своих выводов исследователи сравнили мутанты wox13 и растения дикого типа (нормальные) с помощью РНК-секвенирования в разных временных точках. Отсутствие WOX13 не привело к существенному изменению экспрессии генов арабидопсиса в условиях каллус-индуцирования. Однако условия индуцирования побега значительно усилили изменения, вызванные мутацией WOX13, что привело к повышению уровня регуляции генов-регуляторов меристемы побега. Интересно, что эти гены были подавлены в течение 24 часов после сверхэкспрессии WOX13 в мутантных растениях. В целом, они обнаружили, что WOX13 ингибирует подмножество регуляторов меристемы побега, в то время как непосредственно активирует гены-модификаторы клеточной стенки, участвующие в расширении клеток и клеточной дифференциации. Последующее секвенирование одноклеточной РНК на основе Quartz-Seq2 (scRNA-seq) подтвердило ключевую роль WOX13 в определении судьбы плюрипотентных клеток каллуса. Это исследование показывает, что в отличие от других известных негативных регуляторов регенерации побега, которые только предотвращают переход от каллуса к SAM, WOX13 ингибирует спецификацию SAM, способствуя приобретению альтернативных судеб. Он достигает этого ингибирования через взаимно репрессирующую регуляторную цепь с регулятором WUS, способствуя развитию немеристематической клеточной судьбы путем транскрипционного ингибирования WUS и других регуляторов SAM и индуцирования модификаторов клеточной стенки. Таким образом, WOX13 выступает в качестве основного регулятора эффективности регенерации.
08.07.2023 |
Биосфера
![]() | |
Science: Чем сообразительнее синица, тем больше она проживет | |
Западные исследователи считают, что для&n... |
![]() | |
Nature Plants: Термогенез растений сыграл решающую роль в эволюции опыления | |
Исследование показало, что термогенез у&n... |
![]() | |
Nature Microbiology: Выяснилось, как бактерии живут в клеточных ядрах мидий | |
Многие животные тесно связаны с бактериям... |
![]() | |
Journal of Vertebrate Paleontology: Доказана способность птерозавров летать | |
Среди новых находок ученых — птероз... |
![]() | |
Science: Пищевой краситель временно сделал живую мышь прозрачной | |
Учёные во главе с Цзыхао Оу сде... |
![]() | |
Nature Communications: Разработана надежная система классификации термитов | |
У термитов плохая репутация, особенно после то... |
![]() | |
MIT: Химики объяснили, почему коллаген динозавров мог храниться миллионы лет | |
Учёные обнаружили коллаген в окаменелостя... |
![]() | |
Communications Biology: На Пиренейском полуострове нашли новый вид динозавра | |
В журнале Communications Biology было опублико... |
![]() | |
Nature Comm: Среда обитания для фотосинтезирующих организмов может быть больше | |
Фотосинтез может происходить даже при низ... |
![]() | |
Впервые в мире получены высококачественные кошачьи iPSC без генетического следа | |
Кошек часто изображают в милых мемах, но&... |
![]() | |
PNAS: Донимающие самок самцы могут стать причиной угасания популяций птиц хихи | |
Учёные из Шеффилдского университета, Лонд... |
![]() | |
PNAS Nexus: Математики смоделировали загадочный сбой в совместном поведении | |
Дарвина удивляло сотрудничество в природе... |
![]() | |
PNAS: Бактерии из полости рта размножаются с помощью редкой формы деления клеток | |
Во рту человека существует экосистема, со... |
![]() | |
Frontiers in Marine Science: Крупные акулы могут охотиться друг на друга | |
Исследователи из США выяснили, что&n... |
![]() | |
PNAS: На эволюцию окраски крыльев бабочек влияет «темная генетическая материя» | |
Исследователи выяснили, как у бабоче... |
![]() | |
PLOS Patogens: Туберкулез, как и наземные формы жизни, вышел из воды | |
Учёные из Института Доэрти обнаружили в&n... |
![]() | |
Science Advances: Бактерии не только помнят, но и передают воспоминания потомкам | |
Бактерии способны запоминать краткосрочные изм... |
![]() | |
Термиты Neocapritermes taracua в конце жизни жертвуют собой ради блага колонии | |
Исследователи из Института органической х... |
![]() | |
Найдена тропа, по которой динозавры бродили до разделения Африки и Южной Америки | |
Международная группа исследователей под р... |
![]() | |
PLoS ONE: Жизнь после смерти есть, если смерь поддельная | |
Учёные из Бристольского университета выяс... |
![]() | |
Science Advances: Дождевая вода помогла сформировать первые стенки протоклеток | |
Один из главных вопросов о происхожд... |
![]() | |
Мозг древнего родственника крокодилов реконструировали в СПбГУ | |
Учёные из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Студенты Тимирязевки помогут преодолеть дефицит экстрактов для БАДов и продуктов | |
В 2024 году студенты Тимирязевской академии вн... |
![]() | |
Journal of Applied Ecology: Цветочные полосы полезны для здоровья пчел | |
Органическое земледелие и цветочные полос... |
![]() | |
Current Biology: Как жуки-древоточцы завоевали мир | |
Согласно новому исследованию Австралийского на... |
![]() | |
Grass Research: Бермудская трава оказалась перспективной для генных изменений | |
Исследователи изучили, как растёт бермуда... |
![]() | |
QRB: Эффект победителя и проигравшего влияет на социальный ранг у животных | |
Исследования показали, что у многих ... |
![]() | |
Protein Science: Новый фоторецептор гарантирует цветное зрение бактерий | |
Учёные из Токийского столичного университ... |
![]() | |
Nature Microbiology: Ученые придумали, как отсрочить банановый апокалипсис | |
Бананы, которые мы едим на завтрак, ... |
![]() | |
ZJLS: Открытие тайны додо и солитера с Родригеса поможет спасти вымирающих птиц | |
Исследователи хотят развеять мифы о додо&... |