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对干细胞生态位的终生活动的秘密

时间:2019-06-12编辑:Black

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  对干细胞生态位的终生活动的秘密

  2015年6月1日

  植物的根部不断生长,因此它们可以为植物提供水和矿物质,同时也为植物提供牢固的锚固。负责这些功能的是多能干细胞。为了避免分化并保持多能性,这些干细胞依赖于来自其相邻细胞的信号。这些信号仅由根部内所谓的静止中心中的一小组缓慢分裂的细胞产生。由弗莱堡大学生物学家Thomas Laux教授领导的国际财团已将转录因子WUSCHEL HOMEOBOX(WOX)5鉴定为信号分子,表明它通过静止细胞内的细胞孔移动进入干细胞。

   研究人员团队在专业期刊“发育细胞”上发表了他们的发现。 “解决根控制干细胞活动中的信号对植物和人类干细胞调节的一般工作有影响的机制,”Laux说。他还解释说,这将使科学家们能够研究植物生长如何适应不同的环境条件,并补充说,“这是气候变化时代的一个迷人的研究领域。”

  在植物和动物的所有细胞中,多能干细胞是最多功能的。当它们分裂时,它们产生两种类型的子细胞:一些成为新的干细胞,而另一些则分化以替换组织或形成新的器官。为了维持其干细胞,该生物体产生阻断特殊干细胞壁龛内分化的信号。这些壁龛是干细胞存在的唯一场所。例如,对于血液干细胞,干细胞存在于骨髓中。

  Laux的一组研究人员之前已经发现转录因子WOX5,这是在根的静止中心的细胞中产生信号所必需的。然而,它的确切作用至今仍不明朗。 Laux的团队研究了拟南芥植物或岩石水芹的模式生物体中的干细胞,该植物是十字花科植物的一部分,包括芥菜和卷心菜。然而,研究已经表明,许多这些研究结果也适用于水稻等作物。当信号WOX5通过孔进入干细胞时,它结合靶基因的特定DNA序列(启动子)并通过所谓的衔接蛋白募集酶。这种酶改变了DNA的蛋白质外壳,染色质,导致各自的基因不再有效可读。

  相关故事AMSBIO全面的敲除细胞系和裂解物组合研究人员利用“自杀基因”设计干细胞以诱导除β细胞以外的所有细胞死亡使用370万美元资金来加速新型IP和细胞治疗但为什么WOX5关闭其靶基因CDF4在干细胞? Laux的研究团队已经证明,CDF4的功能是启动干细胞子细胞的分化。如果干细胞中CDF4蛋白的浓度过高,那么干细胞也将被迫分化,植物必须停止根生长。当WOX5的浓度足够高时,干细胞生态位能够维持多能干细胞。当WOX5的浓度低时,CDF4的浓度升高并且细胞分化成根组织。这种平衡是干细胞生态位终身活动的秘密。

  Laux是生物学研究所III实验室的负责人,也是弗莱堡大学生物信号研究中心的卓越集群成员。

  资料来源:BIOSS - 生物信号研究中心