Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Maternal og paternal samarbeid i planter

Anonim

Arabidopsis thaliana er en liten, ublu og herbaceous offshoot av familien av cruciferous plante som man lett kan overse på en eng, men planten har potensial til å forstyrre en felles tankegang: Sammen med sin arbeidsgruppe og kolleger fra Universitetet av Nagoya, Japan, viser Freiburgbiologen Prof. Dr. Thomas Laux hvordan planter begynner å utvikle embryo og dermed følge en fundamentalt forskjellig reproduksjonsstrategi enn dyr. Laget brukte Arabidopsis thaliana som en modellorganisme og viste hvordan planter begynner med gentranskripsjon, det er genomlest, bare timer etter befruktning. Det inkluderer de gener som regulerer de første trinnene i embryonisk utvikling. Forskerne beskriver den nylig funnet mekanismen i det vitenskapelige tidsskriftet Genes and Development .

annonse


Fra et biologisk synspunkt begynner livet etter befruktning: Organismen har et genuttrykksprogram som regulerer embryonisk utvikling fra en enkelt zygote - det vil si fra fusjon av en eggcelle og en sæd. I pattedyr skjer denne nye starten nesten uten transkripsjon i zygoten og bruker heller gentransskripter og proteiner som er lagret av moren i eggcellen. Planter har imidlertid valgt en annen strategi for å sikre transkripsjonen av de riktige gener i zygoten: En intracellulær signalvei aktivert av sæd, tilfører fosfatrester til transkripsjonsfaktoren WRKY2 og sikrer kommunikasjon mellom cellemembranen og kjernen. Som et resultat er dette proteinet aktivert for å aktivere transkripsjonen av en master regulator, kalt WOX8, som styrer de første trinnene av embryogenese. I tilfelle av Arabidopsis thaliana, inkluderer den for eksempel dannelsen av skyte-akse og celledivisjonene som gir vekst i veksten.

Ikke desto mindre kan WRKY2 ikke helt regulere WOX8 transkripsjonen. Det krever hjelp av ekstra transkripsjonsfaktorer som stammer fra morsgenene kalt HDG11 og HDG12. Bare kombinasjonen av spermaktivert WRKY2 og de maternelt tilveiebragte HDG-proteiner sikrer at embryobestemmelsen begynner i zygoten. En åpenbar fordel ved dette samarbeidet er at embryogeneseprogrammet bare aktiveres når eggcellen og spermien smelter.

Studien står i kontrast til den langvarige såkalte "foreldrekonfliktsteorien" som er foreslått for planter og pattedyr: Denne teorien fastslår at de to foreldrene opptrer antagonistisk for embryonalt næring. Mens paternale genkopier favoriserer næringsstofftilførselen til bare deres eget avkom, pleier de å være gunstige for fordelingen av ressurser blant alle avkom. Forskningsgruppens funn tyder på at man må påta seg en ny modell for innføring av embryonisk utvikling av planter som bygger på begge foreldrenes samarbeid.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Universitetet i Freiburg . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Minako Ueda, Ernst Aichinger, Wen Gong, Edwin Groot, Inge Verstraeten, Lam Dai Vu, Ive De Smet, Tetsuya Higashiyama, Masaaki Umeda, Thomas Laux. Transkripsjonell integrasjon av paternal og maternalfaktorer i Arabidopsis zygote . Gener og utvikling, 2017; 31 (6): 617 DOI: 10, 1101 / gad.292409.116