Растения могут выращивать совершенно новые органы с помощью плюрипотентных стволовых клеток на протяжении всей своей жизни. При необходимости эти стволовые клетки могут развиваться в клетки любого типа внутри организма. Биолог профессор доктор Томас Лаукс и его исследовательская группа по генетике растений во Фрайбургском университете, которые изучают, как в растениях регулируется баланс между стволовыми и специализированными клетками, определили, что концентрация так называемых белков Argonaute, таких как как AGO1 и ZLL/AGO10, играет центральную роль в этом процессе. Команда недавно опубликовала свои выводы в научном журнале Plant Communications. Первый автор - доктор Фей Ду.
Используя модель растения Arabidopsis thaliana, или кресс-салат, ученые исследовали, как концентрация белков Argonaute влияет на соотношение стволовых клеток и дифференцированных клеток, таких как клетки цветов или листьев. Белки Argonaute AGO1 и ZLL/AGO10 являются ключевыми факторами РНК-интерференции, процесса, при котором ингибируется передача генетической информации. Поскольку AGO1 разрушает информационную РНК, жизненно важную для поддержания стволовых клеток, это способствует дифференцировке клеток, другими словами, их развитию в специализированные типы клеток. Исследовательская группа Лаукса обнаружила, что при высокой концентрации AGO1 происходит прямо противоположное. В этом случае белок защищает информационную РНК от деградации и препятствует дифференцировке клеток, способствуя поддержанию стволовых клеток.
В результате ученые продемонстрировали, что баланс между стволовыми и дифференцированными клетками зависит от точной концентрации белков Argonaute и что активность этих белков полностью меняется на противоположную, когда их концентрация превышает определенный уровень. Это означает, что ученые могли бы использовать эти белки в биотехнологии для культивирования стволовых клеток или для развития органов - например, небольшое количество культивируемых стволовых клеток можно было бы использовать для воспроизведения растений, способных лучше адаптироваться к изменениям в окружающей среде.