Как корни растений раскрывают тайну выбора пути стволовыми клетками

Исследователи из Университета Дьюка, используя микроскопию светового листа, снимали на видео в режиме реального времени рост корней растения Arabidopsis thaliana толщиной с человеческий волос. Это позволило наблюдать за делением стволовых клеток у кончика корня.

Ключевой вопрос биологии, на который ищет ответ работа: как клетки приобретают свои идентичности и формируют различные типы тканей в организме.

• Симметричное деление: стволовая клетка делится на две такие же стволовые клетки.
• Асимметричное деление: стволовая клетка делится на одну копию себя и одну клетку, которая станет специализированной. Именно этот процесс создаёт всё разнообразие клеток.

Учёные сосредоточились на двух регуляторных белках у Arabidopsis — short-root и scarecrow, которые, как известно, влияют на этот "переключатель". Пометив их флуоресцентными метками, они отслеживали их активность в живых тканях до 50 часов.

Главное открытие, опубликованное 31 января в журнале Nature, противоречит предыдущим моделям: даже низких уровней этих белков, присутствующих на ранних стадиях деления, достаточно для запуска асимметричного деления. "Всё, что им нужно, — это достичь определённого порога", — пояснил соавтор Пабло Секели.

Исследование имеет значение и для медицины. Гены, регулирующие деление клеток у растений, выполняют схожие функции у животных и человека. Нарушение асимметричного деления может привести к неконтролируемому размножению клеток и образованию опухолей. "Это должно быть жёстко регулируемо, чтобы всё работало", — отметил Секели.