Биологи обнаружили особый механизм, с помощью которого растительный гормон цитокинин контролирует деление клеток. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, улучшает представление ученых о том, как растут растения.
Деление клеток фундаментально для всех форм жизни. Все многоклеточные организмы, включая растения и животных, развиваются из одной клетки, которая делится миллиарды раз, чтобы построить сложный организм. Недифференцированные стволовые клетки растений функционируют как резервуар новых клеток, из которых растение может расти и развивать специализированные ткани. Новые стебли, листья, корни и цветы происходят из небольших скоплений стволовых клеток в определенных областях роста — апикальных меристемах.
Там клетки роста постоянно делятся в процессе митоза, который отвечает за архитектуру растения. Ученые давно знают, что цитокинин играет центральную роль в этом процессе деления клеток, однако как именно он стимулирует пролиферацию клеток, оставалось неизвестным.
В новом исследовании ученые из лаборатории Сейнсбери Кембриджского университета и Калифорнийского технологического института (Калтеха) впервые наблюдали, как цитокинин активирует деление стволовых клеток в растениях.
Используя Arabidopsis thaliana — представителя семейства горчичных, обычно используемого в качестве модельного растения в исследованиях в области растениеводства, — они показали, что цитокинин напрямую способствует транспорту фактора транскрипции MYB3R4 из цитоплазмы в ядро. Там гормон активирует экспрессию ключевых генов клеточного цикла.
Новое исследование объясняет механизм, с помощью которого цитокинин регулирует деление стволовых клеток. Гормон перемещает белки в ядро, где они активируют гены, участвующие в митозе.
При делении митотических клеток (митозе) хромосомы реплицируются, а затем в равной степени разделяются на две дочерние клетки. Используя покадровую конфокальную микроскопию живых растений, ученые смогли зафиксировать клеточную динамику белков, которые оказались важными для запуска митоза.
Понимание того, как контролируется самообновление стволовых клеток, имеет решающее значение для понимания развития растений. Исследование поможет выявить новые способы ускорения роста растений и заложит основу для будущей работы, которая повлияет на их здоровье и урожайность сельскохозяйственных культур.
Читайте также
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?