虽然大多数人类细胞的命运取决于它们的谱系 - 例如，肾脏干细胞继续形成肾脏，而心脏祖细胞形成心脏 - 植物细胞更灵活一些。研究表明，虽然它们在生长过程中经历了有序分裂，但植物细胞的命运通常取决于它们在生长植物中的位置，而不是它们的起始方式。有趣的是，这表明植物细胞识别它们的位置并且可以响应它们的位置改变基因活性。
为了研究植物中位置依赖性基因的表达，来自大阪大学生物科学系的Hiroyuki Iida，Ayaka Yoshida和Shinobu Takada研究了模式植物拟南芥中枝条表皮细胞的分化。在最近一期的“发展”杂志上发表的研究表明，在植物中，位置确实是一切。
“许多陆地植物都有一层表皮细胞来保护自己免受脱水。然而，目前尚不知道最外层的细胞是如何分化成表皮的，”主要作者Iida解释道。为了研究分化过程，研究人员专注于一种名为ATML1的蛋白质，该蛋白质有助于确定植物枝条中的表皮细胞特性。
“我们发现尽管ATML1基因在表皮下细胞中表达，但最外层细胞层中ATML1蛋白的积累更多，这表明蛋白质积累在内部细胞层中受到抑制，”Iida说。
通过用荧光染料标记蛋白质，研究人员还可以检查ATML1在细胞内的位置。有趣的是，虽然荧光蛋白最常见于最外层细胞的细胞核中，但ATML1的核积累在内细胞中较少见，这意味着它不能与表皮细胞分化所必需的基因相互作用。
更进一步，研究人员甚至能够证明ATML1蛋白的一部分称为ZLZ结构域是必要的，但并不完全负责内部细胞中ATML1的核积累和活性降低。
“我们的研究表明，基于细胞位置的ATML1转录后调控很可能是许多种子植物中单个表皮层形成的原因，”该研究的高级作者Shinobu Takada博士说。“这些发现提供了对植物形态发生的更深入了解，并帮助我们了解陆生植物获得表皮的进化过程。”
标签：植物细胞分化
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