Новое исследование ученых из Института науки и технологий Нара (NAIST) дает новое молекулярное понимание координации этого прекращения и развития, показывая взаимодействие между двумя молекулами, CRABS CLAW и TORNADO2. Результаты, опубликованные в Nature Communications, описывают ключевые молекулярные события, которые должны произойти, чтобы стволовые клетки перестали расти и начали переходить в развитие репродуктивных органов. Они показали, что растительный гормон ауксин контролирует переход от деления клеток к репродуктивному развитию женщин.
«Прекращение роста стволовых клеток цветков и начало развития гинецея строго регулируются пространственно и во времени. Наш интерес — координация этих двух событий», — объясняет профессор NAIST Тоширо Ито. Прекращение действия стволовых клеток зависит от активации двух генов, один из которых является КРАБИЛЬНЫМ КОГОТОМ, а другой — КОПЬЯМИ. Лаборатория уже сообщала о влиянии KNUCKLES на терминацию стволовых клеток, поэтому в настоящей работе основное внимание было уделено CRABS CLAW.
Поэтому профессор Ито поручил своему доценту Нобутоши Ямагути подготовить семена растения Arabidopsis thaliana с мутантами CRABS CLAW и KNUCKLES.Двойной мутант привел ученых к выводу, что регуляция терминации роста CRABS CLAW зависит от его транскрипционной регуляции белка TORNADO2. «TORNADO2 регулирует гомеостаз ауксина. Ауксин — это растительный гормон, который способствует росту кончика стебля», — говорит Ассист.
Проф. Ямагути.Действительно, они обнаружили, что CRABS CLAW подавляет экспрессию TORNADO2 путем связывания с эволюционно консервативной областью в гене TORNADO2, предполагая, что это взаимодействие является обычным для разных видов растений за пределами Arabidopsis thaliana. Далее было показано, что это репрессивное связывание влияет на экспрессию TORNADO2 и, таким образом, на распределение ауксина в цветочных почках.
Исследование дает представление о том, как CRABS CLAW координирует прекращение роста цветочных стволовых клеток и развитие гинецея.«Мы обнаружили, что CRABS CLAW модулирует гомеостаз ауксина за счет взаимодействия с геном TORNADO2. Этот результат описывает элегантную механистическую связь между прекращением роста цветочных стволовых клеток и развитием гинецея», — говорит Ассист. Проф.
Ямагути.«Поскольку цветущие растения так важны для нашего питания, фундаментальное понимание развития цветов поможет улучшить его», — говорит профессор Ито. «Такое понимание имеет важное значение для базовой биологии и может помочь в создании биотехнологических усовершенствований для производства ценных сельскохозяйственных культур».