中国科大揭示植物干细胞调控新机制

Cell · 公众号 · 医学 · 2017-09-12 17:03

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干细胞维持与分化的调控对于动物抑或是对于植物的生长发育而言具有重要意义，一旦干细胞功能发生异常，植物和动物的生长和发育均会出现严重缺陷。然而，目前对于植物和动物干细胞调控的共同机制尚不清楚。

先前研究有报道过氧化氢在动物干细胞分化的调控有着重要作用。该项研究表明，超氧根和过氧化氢作为新的信号调控植物干细胞的维持与分化。在植物茎顶端分生组织（SAM）中，超氧根主要在干细胞 CZ 富集，而过氧化氢主要在分化细胞 PZ 富集，这种分布模式依赖于一系列活性氧代谢基因在 SAM 中特异表达模式，研究发现绝大多数的超氧化物歧化酶特异在分化细胞 PZ 表达而过氧化物酶在干细胞 CZ 特异表达。CZ 区超氧根通过正调控植物干细胞重要调控基因 WUS 的表达从而维持干细胞的稳定；而 PZ 区过氧化氢可以促进细胞分裂调控分化过程。此外，研究还发现超氧根和过氧化氢之间形成 balance、相互拮抗，并通过调控 WUS 而决定干细胞的命运。该研究揭示这种新的干细胞调控的信号可能在植物和动物中是保守的，并为研究 ROS- 介导的干细胞命运的调控机制提供了理论基础。