Выключение роста для цветения цветов
Флоральные стволовые клетки критически важны для роста цветка и его органов. Этот рост должен в конечном итоге прекратиться, чтобы цветок полностью сформировался и дал семена. Новое исследование под руководством учёных из Института науки и технологий Нары (NAIST), опубликованное в The Plant Cell, показывает, что транскрипционный фактор KNUCKLES является ключевым регулятором остановки этих стволовых клеток. Он инициирует серию эпигенетических событий для подавления детерминанта стволовых клеток WUSCHEL.
"Активность флоральных стволовых клеток исчезает, когда WUSCHEL подавляется и "замолкает" из-за изменений в состоянии его хроматина. Мы не знали, как начинается это изменение и как оно поддерживается", — поясняет профессор NAIST Тосиро Ито.
Команда Ито исследовала активацию и подавление флоральных стволовых клеток у Arabidopsis. Активация стволовых клеток была отмечена чёткой экспрессией WUSCHEL, но ситуация изменилась, когда клетки также начали экспрессировать KNUCKLES. Этот фактор связывался с локусом WUSCHEL, что приводило к почти двукратному снижению его экспрессии через четыре часа.
Затем, спустя 8–12 часов после экспрессии KNUCKLES, в локусе WUSCHEL были обнаружены признаки метилирования гистона H3K27me3 — маркера устойчивого подавления гена.
Исследователи обнаружили, что связывание KNUCKLES с WUSCHEL вытесняет SPLAYED — белок ремоделирования хроматина, который активирует WUSCHEL. Это приводит к быстрому транскрипционному репрессированию WUSCHEL, за которым следует рекрутирование Polycomb Group complex к WUSCHEL. Этот комплекс формирует метки H3K27me3 на хроматине для подавления экспрессии гена.
"Связывание KNUCKLES было необходимо для быстрого удаления активных меток H3K4me3 и последующего нанесения репрессивных меток H3K27me3", — объясняет Ито.
Рекрутирование осуществлялось за счёт взаимодействия KNUCKLES с конкретным компонентом комплекса Polycomb Group, известным как FERTILIZATION-INDEPENDENT ENDOSPERM.
"Наше исследование раскрывает временные шаги — от связывания KNUCKLES до нанесения меток H3K27me, которые "заглушают" хроматин WUSCHEL. Понимание того, как прекращается активация стволовых клеток, поможет в разработке новых пищевых технологий", — говорит Ито.