在干細(xì)胞途徑中發(fā)現(xiàn)控制植物生長的獨特溝通策略

冷泉港實驗室(CSHL)的植物遺傳學(xué)家團(tuán)隊已經(jīng)確定了參與植物發(fā)育的干細(xì)胞上的蛋白質(zhì)受體，可以根據(jù)肽(蛋白質(zhì)片段)激活它的方式發(fā)出關(guān)于如何生長的不同說明。

這是第一個以這種方式控制植物發(fā)育的多功能受體。CSHL教授David Jackson及其同事獲得的新發(fā)現(xiàn)可能對提高玉米和大米等基本糧食作物產(chǎn)量的努力具有重要意義。

植物的生長和發(fā)育取決于稱為分生組織的結(jié)構(gòu) - 含有干細(xì)胞的植物中的水庫。當(dāng)肽信號提示時，分生組織中的干細(xì)胞會發(fā)育成植物的任何器官 - 例如根，葉或花。這些信號通常像鑰匙(肽)一樣適合細(xì)胞表面的鎖(蛋白質(zhì)受體)。鎖瞬間打開，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)化學(xué)信使的釋放。信使攜帶指示細(xì)胞做某事，例如長成根或花細(xì)胞甚至完全停止生長。常規(guī)地，一種或多種肽適合受體以釋放單一類型的化學(xué)信使。

然而，杰克遜及其同事最近發(fā)現(xiàn)，他們在2001年首次發(fā)現(xiàn)的一種叫做FEA2的蛋白質(zhì)受體可以觸發(fā)釋放兩種不同化學(xué)信使CT2或ZmCRN中的一種，這取決于兩種肽ZmCLE7或ZmFCP1中的哪一種開關(guān)它在。釋放多個信使的受體很少見。杰克遜說這是第一個在作物生產(chǎn)中發(fā)揮作用的人。

FEA2是CLAVATA信號傳導(dǎo)途徑中的重要受體，已知其可激活干細(xì)胞。杰克遜以及他的CSHL同事Zachary Lippmann教授此前已經(jīng)調(diào)整了這條途徑來操縱分生組織以提高包括番茄，玉米和芥末在內(nèi)的主要作物品種的產(chǎn)量。

杰克遜和他的團(tuán)隊認(rèn)為FEA2與兩種不同的共同受體結(jié)合，每種受體都是兩個肽“鍵”之一的“鎖定”。未來的研究將探討FEA2如何將兩種不同的肽信號轉(zhuǎn)化為不同的化學(xué)信息。

“我們認(rèn)為干細(xì)胞信號通路的作用方式對所有植物都至關(guān)重要，”杰克遜說。“我們已經(jīng)證明，從理論上講，控制干細(xì)胞的途徑可以通過修飾來制造更大的果實或更多的種子。通過這項研究，我們學(xué)到了關(guān)于這些途徑如何發(fā)揮作用的新知識，為植物科學(xué)家提供了另一種提高作物產(chǎn)量的工具。 “。

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