В необычной мутации — ключи к пониманию контроля числа стволовых клеток у кукурузы
Рост органов растений, таких как корни, листья и цветы, зависит от активности меристем. Эти резервуаро-подобные отделения содержат стволовые клетки, способные развиваться в различные типы клеток.
В Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор профессор Дэвид Джексон изучает естественные мутации растений, чтобы понять, как регулируется их рост. Эта работа важна для повышения урожайности основных продовольственных культур, таких как кукуруза.
В статье, опубликованной онлайн в Nature, Джексон и коллеги впервые представили доказательства функционального взаимодействия между важным классом сигнальных молекул — G-белком, связывающим рецепторы, — и неожиданным классом клеточных рецепторов.
Исследование началось с необычного мутанта кукурузы COMPACT PLANT2 (CT2), у которого развиваются аномально увеличенные початки (явление фасциации). Было обнаружено, что этот ген кодирует G-белок Gα. Дальнейшие эксперименты показали неожиданное взаимодействие между Gα и клеточным рецептором, входящим в сигнальный путь CLAVATA, который, как известно, контролирует активацию стволовых клеток.
Известны были «начало» и «конец» пути CLAVATA: рецепторы на поверхности клетки активируются небольшим секретируемым лигандом и регулируют фактор транскрипции WUSCHEL в ядре. Новое исследование лаборатории Джексона начинает заполнять пробелы между этими точками.
Вопреки прежним предположениям, основанным на примерах у млекопитающих и дрожжей, исследование показывает, что у растений Gα, действующий как сигнальный переключатель, может активироваться рецептором, сопряжённым с G-белком (GPCR), который принадлежит к классу рецепторов, пронизывающих клеточную мембрану всего один раз.
«Идея о том, что Gα взаимодействует с однопроходным трансмембранным рецептором FEA2, противоречит устоявшемуся мнению, что у дрожжей и млекопитающих Gα взаимодействует с GPCR, которые проходят через мембрану семь раз (7TM-рецепторы). Дальнейшие исследования покажут, верно ли это не только для кукурузы, но и для растений в целом», — говорит Джексон.