Science论文解读!提醒细胞决裂素调理动物干细胞决裂机制

2021年2月28日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自英国剑桥年夜学和美国加州理工学院的研讨职员发现了一种称为细胞决裂素（cytokinin）的动物激素节制细胞决裂的机制，这一突破性发现极年夜地进步了咱们对动物成长方式的意识。相关研讨成果于2021年2月25日在线颁发在Science期刊上，论文题目为“Molecular mechanism of cytokinin-activated cell division in Arabidopsis”。

拟南芥，图片来自Wikipedia。

细胞决裂是一切性命模式的根底：一切多细胞生物，包含动物和植物，都是由单个细胞决裂数十亿次而造成一个简单的无机体。动物中的未分解作为新细胞的储藏库起作用，动物可以从中成长并发育出特别的组织。新的茎、新的叶、新的根和新的花都起源于称为顶端分生组织（apical meristem）的成长区域中的一小群。

这些成长区域中的细胞在称为有丝决裂的进程中不时决裂，从而发生动物的构造。迷信家们早就晓得细胞决裂素是这些细胞决裂行动的焦点，但却不晓得它毕竟是若何刺激细胞增殖的。

在这篇论文中，这些作者初次发现细胞决裂素若何激活动物中的决裂。他们应用拟南芥--动物迷信研讨中罕用的芥子科成员--作为形式生物，提醒细胞决裂素间接匆匆进转录因子MYB3R4从细胞质运输到细胞核，并在那边激活症结细胞周期基因的表白。

论文第一作者Weibing Yang博士说，“相识干细胞自我更新若何遭到节制对懂得动物成长和发育至关紧张。咱们晓得细胞决裂素很紧张，咱们的研讨如今解释了细胞决裂素调理决裂的机制---它将卵白运输到细胞核中，在那边激活参加有丝决裂的基因。”

论文独特作者、Sainsbury试验室成像焦点举措措施司理Raymond Wightman博士弥补道，“使用活动物的延时共聚焦显微镜，咱们可能捕获到对触发有丝决裂很紧张的卵白的细胞动静变动。”

Yang博士解释说，“对单个细胞的延时共聚焦显宏观察提醒了MYB3R4卵白地位的疾速变动。在细胞决裂之前，这种卵白次要在细胞质中，在有丝决裂开端时，MYB3R4在细胞核中迅速积聚，随后在细胞决裂实现时，该卵白被运输回到细胞质中。40多年来，人们曾经晓得动物内源性细胞决裂素程度在细胞周期中动摇，并在G2/M过渡期到达岑岭。咱们如今证明，这个细胞决裂素峰值的间接反馈是MYB3R4输出到细胞核中。”

进一步的试验标明，细胞决裂素作为一种“分子开关”发扬功效，它触发了一个正反应轮回---它匆匆进了MYB3R4的审定位，以激活输出卵白（importin）编码基因IMPA3和IMPA6的转录，而IMPA3和IMPA6的转录又反过去匆匆进了MYB3R4的核输出。论文独特通信作者Henrik J nsson传授说说，“通过数学建模，咱们证明了这种正反应可以使MYB3R4核转运变得更快和更强。”

Yang博士弥补说，“咱们的研讨成果能够会有理论利用。通过让核输入旌旗灯号产生渐变，咱们可能设计出一种构成性审定位的MYB3R4卵白，并发现它可以极年夜地加强增殖和分生组织成长，从而部门上模拟细胞决裂素处置的后果。”

论文独特通信作者Elliot Meyerowitz传授说，“茎尖分生组织中细胞决裂素的添加是添加根部氮素养分物的成果之一。可能添加这种分生组织中的细胞决裂素细胞决裂反馈能够提供了一种办法让动物像受精优越一样成长，即便泥土中的氮素程度不睬想。”

通过让人们更深化地相识动物细胞在成长进程中若何决裂，像这项研讨的根底动物迷信研讨可以帮忙确定加强动物成长的新办法，并为将来展开影响动物安康和农业产量的研讨任务奠基根底。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Weibing Yang et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abe2305.

2.How plant stem cells renew themselves—a cytokinin story

https://phys.org/news/2021-02-stem-cells-renew-themselvesa-cytokinin.html