Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Los komórki pędu roślinnego

Co determinuje fenotyp rozwijającej się komórki? W ramach finansowanej przez UE inicjatywy odkryto, jak geny i białka kierują komórkami korzenia roślinnego do uzyskania przez nie ostatecznej postaci.
Los komórki pędu roślinnego
Ogólnie rzecz ujmując, los komórki zależy od ekspresji lub wyłączania genów odpowiedzialnych za jej rozwój. Procesem tym sterują czynniki transkrypcyjne, które wiążą się do swoistych sekwencji DNA, aby aktywować lub wyciszać transkrypcję.

W pędach roślinnych wzrost zależy od precyzyjnego różnicowania w tkanki, takie jak tkanki łodygi, liści, kwiatów i tkanki przewodzące. Merystem wierzchołkowy pędu z definicji zawiera niezróżnicowane komórki, które są zorganizowane w oddzielne strefy różniące się między sobą czynnościowo. Merystem wierzchołkowy podtrzymuje wzrost rośliny, tworząc nowe organy w puli samoodnawialnych, pluripotencjalnych komórek macierzystych. Mogą one rozwinąć się w dowolny typ komórki, co w rezultacie pozwoli zbudować określone tkanki i organy.

Badania w ramach projektu SHOOT APICAL MERISTEM dotyczyły głównie dwóch genów odpowiedzialnych za specjalizację komórek macierzystych: WUCHEL (WUS) i SHOOTMERISTEMLESS (STM). Gen WUS ulega ekspresji tylko w niewielkich ośrodkach komórkowych wewnątrz merystemu, znanych jako strefy organizacji. Gen STM ulega ekspresji w większości komórek merystemu i przeciwdziała różnicowaniu, przez co wiele komórek potomnych może namnażać się przed utworzeniem określonego organu.

Członkowie projektu stworzyli rośliny transgeniczne z wyznakowanymi WUS i STM, aby zidentyfikować odpowiadające im geny docelowe. Odkryli, że przy braku dodawanych hormonów i przy aktywacji WUS tworzony był nowy merystem, lecz hormony roślinne: auksyna w wysokiej dawce i cytokina w niskiej dawce, hamowały powstawanie nowego merystemu.

Wywoływanie nasilonej ekspresji WUS i STM u mutantów Arabidopsis pozwoliło stwierdzić zmiany w filotaksji, czyli uorganizowaniu liści. Obserwowano stopniowe przejście od ulistnienia spiralnego do okółkowego. W pracach tych analizowano też gen ERECTA, który reguluje ekspresję WUS. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Development.

Oczekuje się na wyniki prowadzonej w ramach projektu SHOOT APICAL MERISTEM immunoprecypitacji chromatyny (ChIP) i masywnego sekwencjonowania równoległego, ChIP-Seq, które pozwolą dokładnie określić wzajemne zależności pomiędzy białkami, DNA i RNA. Naukowcy będą wtedy w stanie stworzyć model sieci genetycznej, regulującej specyfikację komórek w merystemie wierzchołkowym pędu.

Projekt SHOOT APICAL MERISTEM stanowi zwieńczenie bardzo ważnej inicjatywy badawczej. Zważywszy, że świat boryka się obecnie z kryzysem żywieniowym, ścisła wiedza na temat regulacji molekularnej rozwoju roślin jest niezbędna dla zmaksymalizowania plonów.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Różnicowanie komórek, czynnik transkrypcyjny, WUS, STM, merystem wierzchołkowy, filotaksja
Numer rekordu: 150729 / Ostatnia aktualizacja: 2014-11-20
Dziedzina: Biologia, Medycyna
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę