植物干细胞：两个明星基因的“星星”相“吸”

 
 
植物干细胞：两个明星基因的“星星”相“吸”  
 

STM和WUS的团结位点对付CLV3维持干细胞的活性至关重要      山东农大供图

植物干细胞研究不只是植物发育生物学的焦点研究命题，也是作物分子遗传改善和植物生物技能财富化的重要基本。STM与WUS是调控植物干细胞发育的两个明星基因。

间隔山东农业大学传授张宪省团队第一次发明STM卵白与WUS卵白之间大概存在直接的彼此浸染，已经已往了整整8年。8月25日，美国《国度科学院院刊》在线颁发了该团队关于植物茎端分生组织发育调控机制的成就。他们首次展现了WUS、STM、CLV3三个要害因子之间风雅的彼此浸染模式，理会了WUS和STM介导干细胞形成和维持调控途径的交错和协同，为进一步阐明植物茎端分生组织干细胞活性的调控机制提供了新的思路。

“扑朔迷离”的明星基因

植物干细胞是一群具有自我更新本领并能不绝发生各类分化细胞的原始细胞，主要位于根尖和茎尖的分生组织以及形成层，险些所有的植物细胞都来历于干细胞。干细胞在植物整个生命周期中保持着自身的多能状态，并节制着植物的发展发育。

“植物茎端干细胞抉择了茎、叶、花、果实等地上部门器官的分化和发育，是所有地上部门器官细胞的来历，研究其调控机理对付理会植物器官的分化有重要意义。”论文通讯作者张宪省说。

20多年来，学术界对WUS和STM卵白如何调理CLV3转录和干细胞活性维持的现象有必然的认识，可是对付它们如何彼此浸染以调控干细胞运气仍不清楚。

最先于1995年发明的CLV3基因是干细胞的特征基因。操作它作为标志，可以将茎端分生组织中的干细胞与非干细胞举办区分。

1996年被首次报道的STM卵白，是干细胞的要害激活与维持因子，其成果主要是维持干细胞的未分化状态，抑制其分化发生各类器官的细胞。STM过量表达会使植物的茎端干细胞数量显著增加。

而作为调控植物茎端干细胞的焦点因子，WUS卵白于1998年被首次报道，其成果和调控机制的研究一直是植物干细胞规模的热点。

论文配合第一作者、山东农业大学传授苏精髓汇报《中国科学报》，前人研究发明，WUS基因可以或许编码分生组织中的要害调控因子，激活干细胞特征基因CLV3在干细胞中表达，并赋予它们干细胞的特征。

2002年，有三篇关于WUS的重要论文问世，但其结论反而使得WUS的调理机制扑朔迷离。这三篇论文都从表型层面探讨了以WUS为焦点的干细胞发育进程。第一篇发明WUS卵白和STM卵白之间是互补干系，第二篇发明二者是协同干系，第三篇则认为二者别离调控两个独立的进程。

限于其时的研究程度，科学家们都没有从分子机制上答复呈现这种相互抵牾的现象的原因。

论文配合第一作者周超先容，从此，关于WUS如何与其他因子彼此浸染形成调控网络，配合激活和维持干细胞活性的相关研究并不多见。就这样，大都科学家认为STM介导的干细胞调控途径与WUS介导的途径彼此独立可能存在互补浸染，但从未有报道说STM和WUS有直接的彼此浸染。

焦点基因并不孑立

自然条件下，已经发育成熟的叶可能根，是很难再生出新的小芽、形成新的植株。然而，假如工钱调高WUS基因的表达量，已经发育成熟的叶片上就会长出新芽。

“这说明WUS可以或许激活植物干细胞发育的要害因子，它是一个焦点因子。环绕着它，必定尚有其他要害因子与之彼此浸染。”张宪省认为，要想搞清楚植物干细胞发育进程，必需深入研究WUS卵白及其互作因子。

跟着生物科学尝试技能的成长，2011年，张宪省团队开始筛选与WUS彼此浸染的直接互作卵白。

张宪省（右二）与团队成员接头WUS标志植株的茎端组织风雅取材要领。山东农大供图