花朵如何在有限的時間內(nèi)正常形成一直是個謎,至少到現(xiàn)在為止。來自和中國的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種多任務(wù)蛋白質(zhì)如何幫助花朵按預(yù)期發(fā)育。
在發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊上的一項(xiàng)研究中,南京大學(xué)和奈良科學(xué)技術(shù)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn),一種小蛋白質(zhì)起著多重作用,可確保花的生殖器官在短時間內(nèi)正常形成。
花從花分生組織發(fā)育而來,分生組織分化產(chǎn)生萼片、花瓣、雄蕊和心皮。這些花器官的正常發(fā)育取決于在一定時間內(nèi)完成分生組織的發(fā)育。在花發(fā)育的早期階段,干細(xì)胞為花器官的形成提供細(xì)胞來源。在花分生組織中,干細(xì)胞活性是通過WUSCHEL(WUS)(一種識別花干細(xì)胞的基因)和CLAVATA3(CLV3)(一種由WUS激活和維持的干細(xì)胞標(biāo)記基因)之間的反饋回路維持的。
“一種叫做 KNUCKLES (KNU) 的小蛋白質(zhì)直接抑制WUS,這導(dǎo)致花干細(xì)胞活動在正確的時間完成,”該研究的主要作者 Erlei Shang 說。“尚不完全清楚的是,強(qiáng)大的花干細(xì)胞活動如何在有限的時間內(nèi)完成以確保心皮發(fā)育。”
“該團(tuán)隊(duì)的研究表明,在擬南芥中,由于 KNU 通過其特定位置的作用發(fā)揮多種功能,KNU 可以在特定的花期完全停用健壯的花分生組織,”資深作者 Toshiro Ito 說。
KNU 抑制和沉默WUS,并直接抑制CLV3和CLV1(一種編碼 CLV3 肽受體的基因)。因此,KNU通過轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳機(jī)制(即那些不涉及潛在 DNA 序列變化的機(jī)制)消除了CLV3-WUS反饋回路。此外,KNU 與 WUS 蛋白發(fā)生物理相互作用,WUS 蛋白抑制WUS維持CLV3,破壞維持花分生組織所需的相互作用。
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