Hvordan undertrykker CRABS CLAW TORNADO 2 i planteudvikling

Mange basisfødevarer som korn og frugter stammer fra blomstrende planter. Blomster dannes fra grupper af delende stamceller i enderne af skud, og delingen af ​​disse celler stopper på et bestemt udviklingsstadium, når først blomsterkomponenter er dannet. En ny undersøgelse af forskere ved Nara Institute of Science and Technology (NAIST) giver ny molekylær indsigt i koordineringen af ​​disse processer ved at vise samspillet mellem to gener, KRABBEKLO og TORNADO2. Fundene, udgivet i Naturkommunikation , beskrive vigtige molekylære begivenheder, der skal forekomme for at stamceller skal stoppe med at vokse og overgå til udviklingen af ​​reproduktive organer. De viser, at plantehormonet auxin styrer ændringen fra celledeling til kvindelig reproduktiv udvikling.

"Afslutning af blomstervækststamcellevækst og begyndelsen på gynoeciumudvikling er stramt reguleret rumligt og tidsmæssigt. Vores interesse er koordineringen af ​​disse to begivenheder, "forklarer NAIST professor Toshiro Ito. Blomstring af stamceller afhænger af aktivering af to gener, CRABS CLAW og KNUCKLES. Laboratoriet havde allerede rapporteret KNUCKLES indflydelse på stamcelleafslutning, så i det nuværende arbejde, fokus var på CRABS CLAW. Prof. Ito og adjunkt Nobutoshi Yamaguchi forberedte frø af planten Arabidopsis thaliana med mutanter i KRABBEKLOER og KNUKLER.

Den dobbelte mutant fik forskerne til at konkludere, at CRABS CLAW regulering af vækstafbrydelse afhænger af dens transkriptionelle regulering af proteinet TORNADO2. "TORNADO2 regulerer auxin-homeostasen. Auxin er et plantehormon, der fremmer væksten af ​​stilkspidsen, "siger Assist. Prof. Yamaguchi.

Ja, de fandt ud af, at CRABS CLAW undertrykker TORNADO2-ekspression ved at binde sig til en evolutionært konserveret region i TORNADO2-genet, tyder på, at denne interaktion er almindelig hos plantearter ud over Arabidopsis thaliana. Denne repressive binding blev yderligere vist at påvirke TORNADO2-ekspressionen og dermed auxinfordelingen i blomsterknopperne. Undersøgelsen giver en køreplan for CRABS CLAW -koordinering af vækstafbrydelsen af ​​blomsterstamcellerne og udviklingen af ​​gynoecium.

"Vi fandt ud af, at CRABS CLAW modulerer auxin -homeostase gennem dets interaktion med TORNADO2 -genet. Dette resultat beskriver en elegant mekanistisk forbindelse mellem blomstermotivering af stamceller og vækst af gynoecium, " siger assistent prof. Yamaguchi.

"Fordi blomstrende planter er så vigtige for vores fødevareforsyning, en grundlæggende forståelse af blomsterudvikling vil bidrage til at forbedre den, "Prof. Ito siger." Sådan forståelse har en vigtig indvirkning på grundlæggende biologi, og kunne hjælpe med at skabe bioteknologiske forbedringer til produktion af afgrøder af høj værdi. "