В новой статье исследователи из Университета штата Северная Каролина приоткрывают завесу над «проводящим» геном корневой стволовой клетки растения, который помогает организовать и координировать деление стволовых клеток различных типов корневых стволовых клеток, обеспечивая гармоническую связь, необходимую для выращивание и уход за растениями.
Росс Соццани, адъюнкт-профессор биологии растений и микробов штата Северная Каролина и соответствующий автор статьи, говорит, что дирижер, стоящий за этим сообщением, которое имеет решающее значение для ключевых аспектов развития растений, включая деление растительных клеток, пролиферацию и дифференцировка - это ген TCX2, который присутствует во всех различных стволовых клетках корня растений.
Как оркестр с его различными инструментами, работающими вместе для создания прекрасной музыки, стволовые клетки растений работают в различных сетях, выполняя различные функции. TCX2 гарантирует, что эти локальные сети взаимодействуют друг с другом, подобно дирижеру оркестра, следящему за тем, чтобы, например, валторны не заглушали скрипки.
Междисциплинарное исследование включало эксперименты по молекулярной биологии Arabadopsis thaliana, или горчичного сорняка, а также подходы к математическому моделированию и машинному обучению для сужения примерно 3000 генов-кандидатов и изучения причинно-следственных связей между различными сетями корневых стволовых клеток..
«Мы увидели, что TCX2 способен нацеливаться на разные гены стволовых клеток в разных сетях стволовых клеток и регулировать их функциональное время», - сказал Соццани.
Чтобы проверить сетевое предсказание и математическое моделирование, исследователи применили экспериментальный подход. Они оба сверхэкспрессировали и нокаутировали ген TCX2 и обнаружили, что время деления корневых стволовых клеток растений пострадало. Соццани и Натали Кларк, первый автор статьи и бывшая аспирантка факультета биоматематики штата Северная Каролина, сравнили это с принципом, лежащим в основе истории «Златовласка и три медведя»: каша приемлема только тогда, когда ее температура «нужна».
Соццани сказал, что будущая работа будет использовать эти открытия и 3D-биопечать, чтобы узнать больше о создании лучших растений.
«Мы можем физически изменить положение или количество этих корневых стволовых клеток и посмотреть, как эти изменения помогают или вредят этой гармонической системе», - сказала она. «Если вы хотите, например, помочь растению стать более устойчивым к засухе, как вы строите больше сосудистой ткани, которая важна для этой функции? 3D-биопечать позволяет нам проверить это, располагая стволовые клетки в желаемом пространственном расположении».