新的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)可以幫助理解植物中連續(xù)干細(xì)胞活性背后的機(jī)制

一個(gè)大學(xué)間研究小組成功構(gòu)建了植物維管發(fā)育過(guò)程背后的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。

他們通過(guò)使用“VISUAL”組織培養(yǎng)平臺(tái)進(jìn)行生物信息學(xué)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該平臺(tái)從葉細(xì)胞生成血管干細(xì)胞。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，他們還發(fā)現(xiàn)了一種新的 BES/BZR 轉(zhuǎn)錄因子 BEH3，它可以調(diào)節(jié)血管干細(xì)胞。此外，他們闡明了一種新的血管細(xì)胞維持系統(tǒng)，其中 BEH3 與來(lái)自同一 BES/BZR 家族的其他轉(zhuǎn)錄因子競(jìng)爭(zhēng)，以穩(wěn)定血管干細(xì)胞的增殖和分化。

聯(lián)合研究小組由科學(xué)研究員古屋智之和近藤由紀(jì)副教授等人組成。(神戶大學(xué)研究生院理學(xué)部)、九州大學(xué)佐竹明子教授、田倉(cāng)勝特聘教授和宮川拓也特聘副教授(東京大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)研究科)、YAMORI Wataru 副教授(東京大學(xué)研究生院)東京大學(xué)可持續(xù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究所)。

研究人員希望確定更多的干細(xì)胞調(diào)控因子，這將有助于我們了解植物中持續(xù)干細(xì)胞活性背后的分子基礎(chǔ)。

這些研究成果于2021年6月1日發(fā)表在美國(guó)植物科學(xué)雜志The Plant Cell上。

要點(diǎn)

研究人員從廣泛的基因表達(dá)數(shù)據(jù)集中提取了總共 394 個(gè)特定于血管干細(xì)胞的基因。其中，他們發(fā)現(xiàn)了 BEH3，一種屬于 BES/BZR 轉(zhuǎn)錄因子家族的新型干細(xì)胞調(diào)節(jié)因子。

他們發(fā)現(xiàn)，與其他 BES/BZR 轉(zhuǎn)錄因子不同，BEH3 幾乎沒(méi)有功能域，并且競(jìng)爭(zhēng)性地抑制了這些其他因子的活性。

研究小組表明，BES/BZR轉(zhuǎn)錄因子之間的這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系穩(wěn)定了血管干細(xì)胞的增殖和分化，照亮了維持血管干細(xì)胞持續(xù)活性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

研究背景

植物通過(guò)自我復(fù)制干細(xì)胞并分化這些干細(xì)胞而形成，因此它們具有構(gòu)建植物部分(例如器官和組織)的特殊功能。與動(dòng)物不同，植物在其一生中通過(guò)產(chǎn)生干細(xì)胞來(lái)繼續(xù)再生和生長(zhǎng)。例如，柳杉等樹(shù)木的壽命很長(zhǎng)(屋久島的繩紋雪松樹(shù)至少有 2000 年的歷史)，每年它們都會(huì)促進(jìn)二次生長(zhǎng)，導(dǎo)致樹(shù)干周?chē)霈F(xiàn)另一個(gè)年輪。

這種二次生長(zhǎng)發(fā)生在稱(chēng)為形成層的分生組織區(qū)域內(nèi)，血管干細(xì)胞在該區(qū)域增殖并分化為木質(zhì)部細(xì)胞和韌皮部細(xì)胞，使樹(shù)干變得更寬。換句話說(shuō)，植物在其一生中必須不斷地產(chǎn)生維管干細(xì)胞才能保持生長(zhǎng)，維持干細(xì)胞增殖和分化之間的平衡至關(guān)重要。

標(biāo)簽： 連續(xù)干細(xì)胞