李云海团队发现了DA1调控根尖干细胞功能的重要机制

【字体: 时间:2024年10月25日 来源:中国科学院遗传与发育生物学研究所

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  ????相关研究结果以“The cleavage of WOX5 by the peptidase DA1 connects cytokinin signaling and root stem cell regulation”为题于2024年10月21日在线发表于Current Biology杂志(DOI:10.1016/j.cub.2024.09.052)

  

????植物根系在维持植物正常生长发育中发挥重要作用。植物根系通过吸收土壤中的营养和水分来促进植物的生长。而根系的持续生长与发育是由根尖分生组织通过不断分裂分化维持。在拟南芥根的干细胞龛中,转录因子WOX5在静止中心(QC)中特异表达,并且在调节根尖干细胞分化中起着核心作用。目前已报道多个途径参与调控WOX5的转录,但是,WOX5蛋白稳定性的调控机制仍不清楚。

????在早期的研究中,中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队及其合作者发现,拟南芥DA1基因编码一个有活性的肽酶,是调控种子与器官大小的关键因子。DA1可以切割多个器官大小的关键因子,从而调控器官大小。同时,DA1也可切割茎尖分生组织的关键转录因子WUS,影响其蛋白稳定性,从而调控茎尖分生组织的大小。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队进一步研究发现,拟南芥中具有肽酶活性的DA1可以切割WOX5蛋白,影响WOX5的蛋白稳定性,从而调控根尖分生组织干细胞分化的重要机制。da1-1突变体产生额外的小柱干细胞层(CSCs),而DA1的过表达植株则表现出CSCs提前分化的表型。遗传关系分析表明DA1与WOX5位于同一遗传通路调控根尖干细胞的分化。进一步研究结果显示,植物激素细胞分裂素在根中促进DA1蛋白的积累,导致WOX5蛋白降解,进而促进根尖细胞的分化。该研究首次鉴定了调控WOX5蛋白稳定性的关键因子,揭示了根尖干细胞功能调控的新机制。

????相关研究结果以“The cleavage of WOX5 by the peptidase DA1 connects cytokinin signaling and root stem cell regulation”为题于2024年10月21日在线发表于Current Biology杂志(DOI:10.1016/j.cub.2024.09.052)。在读博士生崔桂彩,已出站博士后翟亦倩和已毕业的李玉博士为该论文第一作者,李云海研究员和中国科学院植物研究所郑雷英副研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和中国科学院先导专项B的资助。

图:Cytokinin-DA1-WOX5控制根尖干细胞功能的工作模型


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