Расположение решает всё для дифференцировки клеток растений

В отличие от человеческих клеток, чья судьба обычно определяется их происхождением, клетки растений более гибки. Их судьба часто определяется местоположением в растущем растении, а не их происхождением. Это означает, что клетки растений «понимают», где находятся, и могут изменять активность генов в ответ на своё положение.

Чтобы изучить это, исследователи из Университета Осаки (Япония) исследовали дифференцировку клеток эпидермиса побега у модельного растения Arabidopsis thaliana. Результаты опубликованы в журнале Development.

Ключевой белок ATML1

• У многих наземных растений есть единственный слой эпидермальных клеток для защиты от обезвоживания. Как формируется именно этот слой, было неясно.
• Учёные сосредоточились на белке ATML1, который определяет эпидермальную идентичность клеток.
• Оказалось, что ген ATML1 экспрессируется и в наружных, и в субэпидермальных (внутренних) клетках. Однако белок ATML1 накапливался в гораздо больших количествах именно в самом внешнем клеточном слое.

Механизм позиционного контроля

• С помощью флуоресцентной метки учёные обнаружили, что в наружных клетках ATML1 чаще находится в ядре, где может взаимодействовать с генами.
• Во внутренних клетках накопление ATML1 в ядре было снижено, что ограничивало его активность.
• Исследователи также выяснили, что за это снижение частично отвечает ZLZ-домен белка ATML1.

Выводы

«Наше исследование показывает, что посттранскрипционная регуляция ATML1 в зависимости от расположения клеток, вероятно, ответственна за формирование единственного эпидермального слоя у многих семенных растений», — говорит ведущий автор работы доктор Синобу Такада.

Эти данные углубляют понимание морфогенеза растений и эволюционных процессов, позволивших наземным растениям обзавестись эпидермисом.