Большее понимание растительного гормона приводит к стволовым клеткам, которые растут побеги

Исследователи из Дартмутского колледжа определили, как хорошо известный растительный гормон нацеливается на гены для регуляции роста и развития растений. Это открытие может позволить ученым создавать стволовые клетки для выращивания органов у зерновых культур, таких как рис и кукуруза, и в конечном итоге привести к решению сложных сельскохозяйственных проблем.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, описывает, как цитокинин активирует фактор транскрипции ARR10 для контроля экспрессии генов у растения Arabidopsis — представителя семейства капустных, часто используемого в качестве модельного организма в биологии растений.

Цитокинин — это гормон, регулирующий множество процессов у растений, включая деление клеток, рост побегов и корней, урожайность зерна и позеленение.

«Всегда стоял вопрос, как цитокинин регулирует так много различных процессов в растении», — сказал Эрик Шаллер, профессор биологических наук в Дартмутском колледже. «Теперь мы знаем гены, которые являются первичными мишенями цитокинина, и можем предоставить инструментарий для манипулирования реакцией на растительный гормон».

Согласно статье, результаты анализа «проливают свет на физиологическую роль ARR типа B в регуляции цитокининового ответа, механизм активации ARR типа B и основу, благодаря которой цитокинин регулирует разнообразные аспекты роста и развития, а также реакции на биотические и абиотические факторы».

В рамках исследования, проведенного совместно с Университетом Северной Каролины в Шарлотте и Университетом Северной Каролины в Чапел-Хилле, исследователи смогли использовать новое понимание работы цитокинина для выращивания побегов в тканевой культуре в условиях, при которых эти органы растений обычно не формируются.

Чтобы заставить растительные ткани выращивать побеги in vitro, исследовательская группа повысила чувствительность к цитокинину у растения Arabidopsis. Это привело к активации гена-мишени WUSCHEL, который является ключевым регулятором развития побега. Результат подтверждает понимание того, как создавать стволовые клетки, ведущие к росту различных типов органов.

«Мы активировали растение, чтобы оно создало центр стволовых клеток для формирования побега», — сказал Шаллер. «Найдя прямые мишени, на которые влияет цитокинин, мы можем более точно фокусироваться в будущем».

По словам Шаллера, это исследование закладывает основу для дальнейшей работы, которая может помочь повысить урожайность важных сельскохозяйственных продуктов, таких как рис и кукуруза.