干細胞的起源
弗萊堡植物生物學家Thomas Laux博士及其研究小組在發(fā)育細胞雜志上發(fā)表了一篇文章介紹胚胎發(fā)育過程中胚胎干細胞形成的初步研究結(jié)果。多能干細胞可以發(fā)育成生物體中的任何類型的細胞。與動物相比，植物在其整個生命過程中可以從其干細胞中形成全新的器官，在幾種樹木的情況下可能跨越一千年或更長時間。干細胞研究有望解決醫(yī)學和植物育種中的關(guān)鍵問題。然而，盡管已經(jīng)詳細研究了干細胞用于組織再生或生長的功能，但迄今為止關(guān)于干細胞如何在胚胎發(fā)育過程中形成的知識要少得多。
幾年前，Laux和他的團隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在模式植物擬南芥中連續(xù)替代枝條干細胞的轉(zhuǎn)錄因子，俗稱thale cress。被稱為WUSCHEL，當干細胞形成時，這種蛋白質(zhì)已經(jīng)存在于胚胎中。“令我們驚訝的是，我們的博士生張仲娟做出了關(guān)鍵的觀察結(jié)果，即它不是WUSCHEL，而是相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子WOX2，負責干細胞的發(fā)育，”Laux說。之前已知的蛋白質(zhì)WOX2的所有之處在于它控制胚胎模式形成的早期步驟，胚胎細胞將自身排列在特定結(jié)構(gòu)中的階段。張發(fā)現(xiàn)，WOX2阻止干細胞形成的胚胎區(qū)域中的細胞分化成特化細胞類型，從而喪失其無限的發(fā)育潛力。
這意味著植物在動物中發(fā)現(xiàn)的干細胞發(fā)育過程中遵循類似的策略。在擬南芥的情況下，WOX2通過允許相對大量的前者和相對少量的后者收集在干細胞的祖細胞中來調(diào)節(jié)兩種植物激素細胞分裂素和生長素之間的平衡。幾十年來，植物研究人員已經(jīng)使用這種機制從根或葉中再生芽。因此，最初在組織培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)的這種方法最終反映了在胚胎發(fā)生過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的早期進化以發(fā)展干細胞的相同機制。
Thomas Laux是生物學研究所III實驗室的負責人，也是弗萊堡大學生物信號研究中心BIOSS中心的成員。
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