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在植物根干细胞管弦乐队中发现导体基因

在一项新论文中,北卡罗莱纳州立大学的研究人员揭开了“导体”植物根部干细胞基因的面纱,该基因有助于协调和协调不同根系干细胞类型的干细胞分裂,确保植物生长和维持所需的谐波通讯。

该论文的通讯作者,北卡罗来纳州立大学植物与微生物生物学副教授Ross Sozzani说,这种交流背后的导体是一种基因,对植物发育的关键方面至关重要,包括植物细胞分裂,增殖和分化。被称为TCX2,它存在于所有不同的植物根干细胞中。

就像管弦乐队通过其各种组成乐器共同创造出优美的音乐一样,植物根部干细胞在各种网络中工作以执行各种功能。TCX2确保这些本地网络相互通信,类似于管弦乐队指挥,以确保例如号角不会淹没小提琴。

在跨学科研究列入Arabadopsis拟南芥,或芥末杂草分子生物学实验,以及数学建模和机器学习方法来缩小大约3,000名候选基因,并了解不同的根干细胞网络之间的因果关系。

Sozzani说:“我们看到TCX2能够针对不同干细胞网络中的不同干细胞基因并调节其功能时机。”

为了验证网络预测和数学建模,研究人员采用了一种实验方法。他们都过表达并敲除了TCX2基因,发现植物根干细胞分裂的时机受到了影响。该论文的第一作者,前NC State生物数学研究生Sozzani和Natalie Clark将这与Goldilocks和Three Bears故事背后的原理相提并论-粥只有在温度“恰到好处”时才可以接受。

Sozzani表示,未来的工作将利用这些发现和3-D生物打印技术来学习更多有关建造更好的植物的信息。

她说:“我们可以从物理上改变这些根干细胞的位置或数量,并观察这些变化如何帮助或损害该谐波系统。” “例如,如果您想帮助植物更耐旱,那么如何建立更多对这一功能至关重要的维管组织呢?3-D生物打印使我们能够通过将干细胞放置在所需的空间排列中来进行测试。”

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