“推开”植物细胞分裂的细胞骨架

干细胞每分裂一次,一个女儿细胞仍然是一个干细胞而另一起飞在自己的发展历程。但是这两个子细胞需要特定和不同细胞材料来满足他们的命运。动物干细胞使用细胞骨架-瞬态网络结构小管身体把正确的材料从母细胞到每个子细胞在分裂。植物也有干细胞,需要不同的材料分发给他们的女儿,但早期的研究似乎排除了“动物型”细胞骨架来完成这个任务。什么植物代替仍然难以捉摸——直到现在。

在一项新的研究发表在7月6日科学斯坦福大学,研究人员还发现,植物细胞使用细胞骨架。但是有一个转折。而不是拉着细胞骨架,就像动物的干细胞,他们研究的植物细胞实际上把它推开。

“而不是使用细胞骨架说,‘把这种方式!工厂说,不要把这种方式!”安德鲁·Muroyama说前斯坦福大学博士后,目前加州大学的助理教授,圣地亚哥和论文的主要作者。

新的发现可以帮助科学家工程师的植物更能适应变化的环境——一个关键的任务,成为世界仍然面临着气候变化。

“了解干细胞分裂在动物重要的理解各种人类疾病和影响转化的药品,“Muroyama说。“我有一个类似的希望提高我们理解植物干细胞分裂如何通知在未来工程应用。”

屏蔽墙施工通过威胁灾难

研究人员在实验室的多米尼克•伯格曼,雪莉·r·伦纳德·w·伊利,Jr .)教授人文与科学学院生物学教授,开始这项工作通过调查极性复合体——小集群每个细胞的蛋白质关键构建合适的大小和形状的叶子。极性复合物帮助分叶干细胞定位自己。“干细胞使用这些极性蛋白决定分裂,“Muroyama说。“我们知道这些蛋白质参与部门,但我们不知道他们如何控制过程在分子水平上。”

调查这些蛋白质是如何工作的,团队开发植物细胞系表达复杂极性和细胞骨架蛋白的荧光版本,然后在一个黑暗的房间,花费了数百个小时跟踪发光的蛋白质的运动而细胞生长、分裂和重复。

他们很快发现一些细胞分裂并不是根据“最短墙规则,”通常控制植物细胞分裂。预计在植物细胞构建最小的,因此大多数积极保守——墙可能分裂细胞,在某些情况下,极性复杂坐落的地方,墙需要建立。不知怎么,它阻止施工。通过一系列严格的实验中,研究人员得出结论,极性复杂被推离微管,否则启用墙的建设。

“极性复杂就像,‘如果你们微管试图侵占我的地区,我要强迫你了。我将导致一场灾难——这是完全破坏微管的技术术语——所以你不能入侵该区域,”伯格曼说。

管理气候变化

伯格曼的实验室感兴趣的弹性——植物如何应对不断变化的环境。植物生存模式,通过改变它们的叶子或其分支或他们呼吸的利率或储存糖。

“这项研究可能导致应用干细胞行为可以调整,例如,改变植物的架构,或帮助植物适应气候变化,“Muroyama说。

决定如何应对来自环境的信号是由干细胞。在这个过程中,伯格曼极性比较复杂,施工经理,给予方向,确保正常干细胞分裂。

“这施工经理收到的信号环境,决定要做什么,并告诉细胞,是的,你应该鸿沟。但后来也说,现在你已经分裂。去寻找你的财富,“伯格曼说。

现在研究人员知道这个经理是如何工作的,他们可以确定它在上游和下游过程中的作用,找出方法来利用它的力量。

“如何极性复杂工作仍然是我们需要弄清楚,“伯格曼说。“你怎么得到所有这些植物,很酷的专门细胞-细胞,使有趣的形状,细胞,使有趣的化学物质,细胞响应某些刺激?和我们工程师这种情况发生吗?”

参考:Muroyama,龚Y,哈特曼KS,伯格曼。皮层极性确保自己不对称叶表面气孔血统的继承模式。科学。2023,381 (6653):54-59。doi:10.1126 / science.add6162

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。