Как растения защищают свои стволовые клетки от генетических повреждений

Ученые из Центра Джона Иннеса (Норидж, Великобритания) выяснили, как растения защищаются от генетических повреждений, вызванных стрессами окружающей среды. В растущих кончиках корней и побегов существует встроенный механизм: если он обнаруживает повреждение ДНК, то заставляет клетку «совершить самоубийство», чтобы не передавать дефектную ДНК.

• Роль стволовых клеток: На самых кончиках корней и побегов растений находятся небольшие популяции стволовых клеток, которые обеспечивают рост и образование новых тканей на протяжении всей жизни растения. Эти клетки являются предшественниками всех тканей и органов. Любой дефект в генетическом коде стволовой клетки будет передан и необратимо закрепится во всем растении, которое может жить тысячи лет.
• Критическая защита: Поэтому крайне важны механизмы, предотвращающие закрепление дефектов в стволовых клетках, особенно учитывая, что эти клетки расположены в уязвимых растущих кончиках, открытых для воздействия потенциально опасной среды.
• Механизм «самоуничтожения»: Исследователи Ник Фулчер и Роберт Сабловски (при поддержке BBSRC) выяснили, что представляет собой эта защита. С помощью рентгеновских лучей и химических веществ они вызвали повреждение ДНК и обнаружили, что стволовые клетки гораздо чувствительнее к таким повреждениям, чем другие клетки. Клетки способны обнаруживать повреждение ДНК, что запускает их гибель и предотвращает закрепление поврежденного генетического кода в остальных тканях растения.

Значение открытия:

• Аналогичная система хорошо изучена в клетках животных — её отказ может привести к раку. Обнаружение сходной, хотя и отличной системы у растений представляет большой интерес для биологии развития растений.
• Это знание важно для усилий ученых по созданию растений, лучше справляющихся с экологическим стрессом. Засуха, засоление и накопление опасных химикатов в почве — следствия изменения климата. Понимание того, как растения противостоят этим стрессам, имеет фундаментальное значение для адаптации сельского хозяйства к климатическим изменениям, что является одной из задач исследований Центра Джона Иннеса (института BBSRC).