В корнях растений обнаружили ген, «дирижирующий» стволовыми клетками

Ученые из Университета Северной Каролины нашли ген, который помогает организовывать и координировать деление меристематических клеток, обеспечивая равномерное развитие и рост растений. Статья об этом опубликована в журнале Nature Communications.

Этим геном оказался TCX2, обнаруженный в меристематической ткани корней. Она содержит интенсивное делящиеся и физиологически активные на протяжении всего жизненного цикла клетки — своеобразные аналоги стволовых клеток человека и животных. TCX2 имеет ключевое значение для деления, пролиферации и последующей дифференциации меристематических клеток.

Выяснить роль этого гена помогли эксперименты, проведенные на растениях Arabadopsis thaliana (резуховидках Таля), дополненные математическим моделированием и методами машинного обучения. Благодаря этому TCX2 был отобран из 3000 генов-кандидатов.

Усиливая экспрессию этого гена или нокаутируя (подавляя) его, ученые добивались рассинхронизации процессов деления клеток меристемы и нарушения координации различных типов этих клеток. «Мы увидели, что TCX2 способен нацеливаться на разные гены стволовых клеток в разных локациях и регулировать их функциональную синхронизацию», — говорит один из авторов статьи Росс Соззани.

Исследователи сравнили TCX2 с дирижером, который управляет разными типами клеток, словно группами инструментов в оркестре. Пассивность или чрезмерная активность «гена-дирижера» приводит к тому, что «клеточная мелодия» расстраивается, и растение не может развиваться гармонично.

Работа, проведенная учеными, имеет не только теоретическую, но и практическую важность. Разобравшись в регуляции жизненного цикла растительных стволовых клеток, исследователи смогут создавать растения с заданными свойствами — например, более устойчивые к засухам.

Ранее ученые выяснили, как стрессовые гены помогают нематодам выживать при сверхвысоких температурах, и определили гены, которые отвечают за ухудшение слуха в старости.