Как белок KNU управляет точным и своевременным развитием цветка

Исследователи из Научно-технологического института Нары и Нанкинского университета выяснили, как небольшой многофункциональный белок KNUCKLES (KNU) обеспечивает правильное и своевременное завершение развития цветка. KNU останавливает петлю обратной связи между двумя ключевыми генами, играя несколько ролей для правильного формирования репродуктивных органов цветка в сжатые сроки.

• Контекст: Цветки развиваются из цветочных меристем, которые дают начало чашелистикам, лепесткам, тычинкам и пестикам (плодолистикам). Правильное развитие этих органов зависит от завершения активности меристемы в определённый период.
• Ключевая петля: В ранних стадиях активность стволовых клеток в цветочных меристемах поддерживается за счёт петли обратной связи между геном WUSCHEL (WUS), идентифицирующим стволовые клетки, и геном CLAVATA3 (CLV3), маркером стволовых клеток, который активируется и поддерживается WUS.
• Роль KNU: Исследование на Arabidopsis thaliana показало, что белок KNU выполняет несколько функций для полного и своевременного "выключения" активной меристемы:
  1. Подавляет и "заглушает" (silences) ген WUS.
  2. Прямо подавляет гены CLV3 и CLV1 (рецептор для пептида CLV3).
  3. Устраняет петлю CLV3-WUS с помощью транскрипционных и эпигенетических механизмов.
  4. Физически взаимодействует с белком WUS, препятствуя его способности поддерживать CLV3 и нарушая взаимодействия, необходимые для поддержания меристемы.
• Итог: KNU запускает регуляторный путь, который гарантирует завершение развития цветочной меристемы в короткое временное окно и правильное формирование репродуктивных органов.

Значение: Понимание этого механизма завершения меристемы будет полезно для генетических исследований продовольственных культур (рис, томаты, кукуруза) и может способствовать повышению их урожайности в глобальном масштабе.