Стволовые клетки растений – фундаментальная основа для получения пищи, кормов и биоэнергии. Они определяют потенциал роста злаков. Однако природа этих удивительных структур раскрыта не полностью. Специалисты лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) совершили прорыв: они впервые провели детальное картирование работы ключевых регуляторов – CLAVATA3 и WUSCHEL – проанализировав тысячи клеток ростков кукурузы и арабидопсиса. Эта работа не только обнаружила новые важные гены-регуляторы у обоих видов, но и показала, как часть из них влияет на габариты кукурузы.
Новаторский подход к изучению редких стволовых клеток обещает универсальность для любых культур. Профессор CSHL Дэвид Джексон делится видением: "Наша мечта – полностью понять механизм формирования стволовой клетки. Это откроет возможности для возрождения растений и осмысления их разнообразия. Главная задача – создание более урожайных и устойчивых культур для будущего. Наш список регуляторов – тех генов, что управляют этими процессами, – пока не является исчерпывающим."
Команда Джексона стартовала с фокуса на двух признанных регуляторах – CLAVATA3 и WUSCHEL. Исследователи бережно взяли микрообразцы ростков кукурузы и арабидопсиса, нацеленные именно на области скопления стволовых клеток. Применение микрофлюидных технологий позволило изолировать каждую клетку, трансформировать её РНК в ДНК и маркировать для точного происхождения.
Этот метод, называемый одноклеточным РНК-секвенированием, дарит невиданную картину активности тысяч генов одновременно. "Потрясающий результат – создание полного атласа экспрессии генов, – комментирует Джексон. – Опубликовав его, мы предоставим бесценный ресурс всему научному сообществу. Исследователи кукурузы или арабидопсиса получат готовые данные без необходимости дублировать нашу работу."
Анализ выделил около 5000 клеток с активным CLAVATA3 и 1000 – с WUSCHEL. Учёные также нашли сотни генов, работающие в стволовых клетках и кукурузы, и арабидопсиса, что указывает на их важную роль для эволюции растений. Была установлена захватывающая связь между конкретными регуляторами и потенциалом урожайности кукурузы. Это знание способно привести к выведению специальных сортов для питания, кормов или производства биотоплива.
"Эти базовые открытия закладывают основу для исследований в грядущие годы, – подытоживает Джексон. – К работе смогут подключиться не только биологи, но и физиологи, исследующие развитие початков и пути повышения урожая, а также практикующие селекционеры."
Источник: scientificrussia.ru
