Крошечные молекулы сохраняют стволовые клетки: исследователи показывают, что делает возможным постоянный рост растений

Постоянный рост растений жизненно важен для человека, и за это отвечают стволовые клетки. Они находятся на кончиках побегов и корней — в так называемых меристемах. На протяжении всей жизни растения стволовые клетки могут превращаться в другие типы клеток и формировать новые органы: листья, плоды, ветви. Однако для непрерывного роста и развития органов часть клеток на кончиках побегов и корней должна оставаться стволовыми. Для этого клеткам нужны сигналы, помогающие определить своё положение в растении и запустить соответствующую программу развития.

Команда под руководством профессора Томаса Лаукса из Института биологии III Фрайбургского университета подтвердила, что растениям нужна микро-РНК на кончике побега, чтобы предотвратить превращение всех стволовых клеток в другие типы клеток. Исследователи использовали в качестве модельного организма резуховидку Таля. Результаты работы опубликованы в журнале Developmental Cell.

Микро-РНК — это очень маленькие молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), которые сами не кодируют белки, но препятствуют образованию белков из других РНК. Благодаря своему малому размеру микро-РНК могут перемещаться из одной клетки в другую у растений.

Учёным уже была известна одна микро-РНК, которая сообщает клеткам меристемы о необходимости специализации. Однако в области, где стволовые клетки нужно сохранить, эта микро-РНК должна быть нейтрализована. Томасу Лауксу, члену кластера передового опыта BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, удалось показать, что существует вторая микро-РНК, выполняющая именно эту функцию — предотвращающая превращение стволовых клеток.

Новая микро-РНК, «хранительница» стволовых клеток, производится только в одном конкретном клеточном слое — эпидермисе кончика побега. Она достигает лишь нескольких подлежащих слоёв клеток рядом с эпидермисом, которые и становятся стволовыми клетками. Более удалённые области не получают достаточного количества «хранителей», и клетки там превращаются в другие типы. Таким образом, растение может сохранять стволовые клетки на кончике побега и формировать листья, цветы или плоды независимо от влияния окружающей среды.