《科学》：让细胞落地生根

　　

生物通报道： Salk生物研究所的研究人员在研究一种叫做拟南芥的杂草（而不是玫瑰）时确定出了携带TOPLESS基因突破的植物如何在该长芽的地方形成新的根。他们的发现公布在6月9日的Science杂志上。这些发现意味着人们可能加工出更适合农业需要的植物细胞。

如果知道了植物如何形成根而不是芽并且有时间去进行这种重大的改变，那么人们就有可能有办法告诉一个植物形成一个叶子而不是一个花朵。这些新的发现使研究人员正在以一种不同的方式思考植物发育。

这项研究对之前已经在拟南芥中确定出的TOPLESS的突变进行了深入研究。拟南芥示第一个完成了基因组测序的开花植物，并且是植物生物学研究使用的一种重要模型生物。

和动物一样，植物也是沿着一个极轴（polar axis）方向发育，这个轴线的一端是根，另一端是芽。但是，TOPLESS基因的一种缺陷能导致植物的胚发育成具有两个方向相反的根极，从而使植物成为“无头将军”。长期以来，研究人员都想弄清TOPLESS的突变是如何将一个植物细胞的命运从芽转化到了根，从而发现植物胚基部的细胞如何变成根，而顶端的细胞则变成芽，进而形成叶子、分支和花朵。

研究人员发现TOPLESS基因编码的TOPLESS蛋白是一种转录协同抑制因子（transcriptional co-repressor）在植物和动物中，co-repressor通过抑制转录因子的活动来调节基因的表达。之前的理论认为TOPLESS的正常功能是沉默顶端的根发育所需的基因。

转录抑制在动物胚胎发育中扮演重要角色，而发现植物中的一个co-repressor控制植物极性令研究人员很惊讶。人们一直认为动物和植物在发育上的相似性极低，它们应利用不同的过程来维持极性才对。但是，研究人员却同样在植物中也发现了与动物身体极性控制相似的基因工具。

在动物中，早期的细胞分裂对极性的发育至关重要，并且如果co-repressors发生错误，动物就会很快死亡。但是在植物中，这种极性在胚胎形成的较晚期也能进行改变。因此，植物的可塑性非常高，而这种无头的突变也能够存活的很好。这些新发现为人们提供了改变植物结构命运的一个机会。（生物通记者林木）