信號交流頻繁的植物根尖細胞
根是植物長期適應陸地生活進化出的重要器官,具有固定、吸收、合成和運輸?shù)壬砉δ堋T谥参锔纳L發(fā)育過程中,位于根尖的靜止中心和周圍的干細胞構成的干細胞微環(huán)境,對維持根尖細胞分生能力極為重要。靜止中心和周圍的干細胞緊密相鄰,但卻有完全不同的細胞命運。靜止中心緩慢分裂,但可以長期保持分裂活性;周圍的干細胞快速分裂,但逐漸喪失分裂活性,分化成不同的細胞類型。在這個過程中,細胞間的信號交流頻繁且對細胞命運有決定性的作用。
植物的根含有不同的細胞類型,細胞與細胞間發(fā)生著廣泛的信號交流,猶如人類的“對話”。這些“對話”對于植物根的正常生長發(fā)育至關重要。那么,根尖細胞是如何“對話”的?
據(jù)黎家介紹,隨著對植物生長發(fā)育研究的深入,越來越多的植物激素,尤其是多肽類植物激素被發(fā)現(xiàn)。在植物體內,激素微量但作用強大,對植物的生長發(fā)育至關重要。例如,一類叫作“根分生組織生長因子”的多肽類激素對植物根尖干細胞的維持發(fā)揮極其重要的作用。
受體蛋白:細胞“對話”的關鍵因素
作為細胞間“交流”、“對話”的信號,從一個細胞分泌的“根分生組織生長因子”如何被另一個細胞識別?這就需要有接收該信號的“天線”,這個接收信號的“天線”就是另一個細胞表面的特異受體蛋白。
研究發(fā)現(xiàn),一組含有5個同源成員的受體蛋白均參與了“根分生組織生長因子”的識別和感知過程。研究人員還通過反向遺傳學方法,在一棵植物里逐一敲除這些基因。隨著敲除基因數(shù)量的增多,植物的根逐漸變短。當5個基因都被敲除時,植物的根變得非常短小,對于干旱的適應性也變得非常差。同時,突變體對于外加人工合成的“根分生組織生長因子”也完全不敏感。這一成果日前發(fā)表于《細胞研究》雜志。
原文標題:蘭州大學發(fā)現(xiàn)植物根尖細胞如何“對話”
原文作者:劉曉倩