Роль РНК-хеликазы в активации зиготы и гомеостазе стволовых клеток у растений

После двойного оплодотворения происходит активация зиготы, запускающая новый жизненный цикл, за которым следуют деления клеток, дифференцировка и органогенез. В постэмбриональном развитии стволовые клетки в апикальной меристеме побега (SAM) и корня (RAM) позволяют растениям непрерывно генерировать новые ткани и органы.

Исследователи под руководством профессора Лю Чуньмина из Института ботаники Китайской академии наук обнаружили, что РНК-хеликаза DEAD-box 27 (RH27) играет критическую роль в биогенезе miRNA, активации зиготы и гомеостазе стволовых клеток.

Геном Arabidopsis содержит 58 генов, кодирующих DEAD-box РНК-хеликазы, некоторые из которых участвуют в процессах, связанных с РНК. Однако роль этих хеликаз в биогенезе miRNA у растений ранее не была известна.

В данном исследовании был идентифицирован летальный для зиготы мутант zyg4-1. Картирование показало, что мутация вызвана точковой заменой в гене RH27.

Слабый аллель rh27-2 показал нарушение гомеостаза стволовых клеток как в SAM, так и в RAM. У растений rh27-2 экспрессия генов, связанных с гомеостазом стволовых клеток, была повышена, а уровни регулирующих их miRNA — снижены. Анализы секвенирования малых РНК и RT-qPCR показали сниженное накопление большой подгруппы miRNA и их pri-miRNA у rh27-2.

Биохимические исследования выявили, что RH27 ассоциирована с pri-miRNA in vivo и напрямую взаимодействует с компонентами комплекса биогенеза miRNA: DCL1, DDL, HYL1 и SE.

Эти данные демонстрируют, что RH27 является новым компонентом микропроцессорного комплекса и необходима для деления зиготы и гомеостаза стволовых клеток. Работа указывает на потенциальную роль miRNA в активации зиготы и поддержании стволовых клеток.

Исследование было опубликовано в журнале The Plant Cell 17 ноября в статье "DEAD-BOX RNA HELICASE 27 Regulates MicroRNA Biogenesis, Zygote Division and Stem Cell Homeostasis".