Группа исследователей под руководством биолога клеток растений из Калифорнийского университета в Риверсайде впервые идентифицировала вид малых РНК и его целевой ген, которые вместе регулируют формирование женской зародышевой линии у растений.
«Понимание механизмов, управляющих формированием зародышевой линии, имеет решающее значение для нашей способности манипулировать репродукцией растений для улучшения сельского хозяйства», - сказал Сюэмей Чен, выдающийся профессор клеточной и молекулярной биологии растений, который руководил исследовательским проектом.
И у растений, и у животных зародышевая линия представляет собой линию клеток, из которых в конечном итоге образуются гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды). У животных зародышевая линия откладывается (или «определяется») на ранней стадии, во время эмбриогенеза, и не приводит к возникновению «соматических клеток» - клеток в организме, которые не являются репродуктивными клетками. С другой стороны, у растений зародышевая линия не определяется на ранней стадии. Он вырабатывается соматическими клетками на поздних стадиях развития растений, особенно в цветках, и является первым шагом к половому размножению.
Новая работа не только идентифицирует регуляторный модуль для важного процесса развития, но и предполагает, что в этом процессе, вероятно, существует связь между клетками через РНК или белок.
Результаты исследования опубликованы 5 июня в журнале Current Biology.
Чен объяснил, что малые РНК участвуют в процессе формирования зародышевой линии у растений, но до сих пор участвующие малые РНК, называемые «tasiR-ARF», были неизвестны. Чен и ее команда обнаружили, что tasiR-ARF регулируют формирование зародышевой линии путем подавления гена-мишени Auxin Response Factor 3 (ARF3)..
Чен объяснил, что у мутантов, не способных продуцировать определенные типы малых РНК, большее количество соматических клеток становится зародышевыми клетками, предполагая, что малые РНК предотвращают перепроизводство зародышевых клеток. Выделив больше мутантов с дефектами спецификации зародышевой линии, команда обнаружила, что мутанты предоставили больше подсказок, которые в конечном итоге помогли команде идентифицировать tasiR-ARF.
Исследование было проведено на арабидопсисе, модельном растении, широко используемом в лабораториях биологии растений. Однако результаты, скорее всего, применимы и к другим растениям, поскольку tasiR-ARF обладает высокой консервативностью.
Чен и ее команда не обнаружили дефекта мужской зародышевой линии у изученных ими мутантов, но, основываясь на литературе в этой области, признают, что малые РНК действуют в мужской зародышевой линии.
«Вполне возможно, что в случае мужской зародышевой линии задействованы другие виды малых РНК», - сказал Чен.