Nature：植物干细胞研究的重大新突破

　　生物通报道：全能干细胞能够让植物在整个生命周期中产生新的器官。但是到目前为止，人们还不清楚激素和遗传因子如何共同作用来防止植物生长受阻或疯长。现在，来自Max Planck发育生物学研究所的研究人员发现了一个与一种生长促进激素和一种调节蛋白有关的反馈机制，这个机制控制着植物产生的干细胞数量。这些发现是干细胞研究的一个重要进展，研究结果发表在12月22日的Nature杂志上。 植物的所有地上部分如根、茎、叶、花和种子，从根本上来说都是源于新芽尖端的一个小组织。生物学家称这个组织为“顶端分生组织”，这个小组织含有在植物的整个生命过程都处于活跃状态的全能干细胞。与动物的干细胞不同，植物干细胞一直保持它们的全能性，因此植物能年复一年地持续生长、形成新器官。 但是，这种能力是要付出很高的代价的：如果分生组织干细胞的数量增加的太快就可能造成疯长，与癌症的情况类似；相反，如果这个干细胞库缩小的太快，植物就会很矮小。为了活着并繁殖，植物需要维持干细胞数量的一种平衡。研究人员发现了两种调节机制与这个过程有关：首先是促进生长的激素如生长素和细胞分裂素；第二类则是遗传因子。已经知道一种叫做WUSCHEL的基因对顶端分生组织中确切的干细胞数量具有重要影响。但是，到目前为止，人们还不清楚激素和调节性基因是如何共同维持新芽顶端的这种精妙的平衡的。 Max Planck发育生物学研究所的Jan Lohmann博士领导的研究组解开了这个谜团。研究组对模式植物拟南芥进行了精巧的遗传和生化实验，并因此确定出了四个在分生组织中可能连接植物激素和遗传调节因子的基因。 激素本身能刺激分生组织的干细胞分裂。与此同时，它还活化不同的ARR基因，这类基因能破坏细胞分裂素信号链。WUSCHEL基因通过终止它的负反馈环路来支持细胞分裂素的功效——这解释了之前发现携带缺陷性的WUSCHEL基因的拟南芥为什么会只发育成很小的分生组织并出现生长障碍。现在，研究人员在ARR7基因持续活泼的突变中发现了相同的效果。 细胞分裂素只在具有活性WUSCHEL调节基因的组织中表现出完整的生长促进功效。分生组织的调节是自由循环的激素被限制在一个特定组织中起作用的典型例子。只有在这种机制下，同样的激素才可能根据遗传条件来对不同的组织产生不同的效果（生物通记者杨遥）