Концентрация решает всё

Растения могут выращивать целые новые органы благодаря плюрипотентным стволовым клеткам, которые сохраняются на протяжении всей их жизни. При необходимости эти стволовые клетки могут развиться в любой тип клеток организма. Биолог профессор д-р Томас Лаукс и его исследовательская группа по генетике растений из Университета Фрайбурга, изучающие, как регулируется баланс между стволовыми и специализированными клетками у растений, определили, что центральную роль в этом процессе играет концентрация так называемых белков Argonaute, таких как AGO1 и ZLL/AGO10. Команда недавно опубликовала свои выводы в научном журнале Plant Communications. Первым автором является д-р Фэй Ду.

Используя модельное растение Arabidopsis thaliana (резуховидку Таля), учёные исследовали, как концентрация белков Argonaute влияет на соотношение стволовых клеток к дифференцированным клеткам, таким как клетки цветка или листа. Белки Argonaute AGO1 и ZLL/AGO10 являются ключевыми факторами в РНК-интерференции — процессе, при котором подавляется передача генетической информации. Поскольку AGO1 разрушает матричную РНК (mRNA), жизненно важную для поддержания стволовых клеток, это способствует дифференцировке клеток — их развитию в специализированные типы клеток. Однако исследовательская группа Лаукса обнаружила, что происходит прямо противоположное, когда концентрация AGO1 высока. В этом случае белок защищает mRNA от деградации и предотвращает дифференцировку клеток, способствуя поддержанию стволовых клеток.

Таким образом, учёные продемонстрировали, что баланс между стволовыми и дифференцированными клетками зависит от точной концентрации белков Argonaute — и что активность этих белков полностью меняется на противоположную, когда их концентрация превышает определённый уровень. Это означает, что учёные могли бы использовать эти белки в биотехнологии для культивирования стволовых клеток или для развития органов — например, небольшое количество культивированных стволовых клеток можно было бы использовать для воспроизводства растений, способных лучше адаптироваться к изменениям окружающей среды.