一種小蛋白質(zhì)如何幫助花朵按時(shí)發(fā)育

生駒——花如何在有限的時(shí)間內(nèi)正常形成一直是個(gè)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(shí)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(shí)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。

“一種名為 KNUCKLES (KNU) 的小蛋白質(zhì)直接抑制WUS，從而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間完成花干細(xì)胞活動(dòng)，”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(dòng)如何在有限的時(shí)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強(qiáng)大的花分生組織，”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。

“我們的研究結(jié)果揭示了一條調(diào)控途徑，其中 KNU 在支持花卉分生組織在短時(shí)間內(nèi)完成發(fā)育方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并確保花卉生殖器官正常形成，”通訊作者孫博說。

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