Science揭示植物干细胞的后备库

　　

生物通报道  干细胞对于新细胞的不断生成至关重要。尽管干细胞在推动植物生长与发育上发挥了重要的作用，关于它们的严密分子调控仍然有许多问题有待解答。来自比利时VIB研究所和根特大学的植物研究人员发现了干细胞复杂调控中的一个新步骤。他们的研究结果在线发表在本周的《科学》（Science）杂志上。

Lieven De Veylder说：“我们的数据表明，植物根部的某些组织干细胞对于DNA损伤不太敏感。这些细胞保存着原始的完整DNA拷贝，在必要之时可用于替换受损细胞。尽管动物也依赖相似的机制，但植物则有可能以一种更为优化的方式利用了这一机制。这也许能够解释为什么许多的植物能够生存数百年，而这对于动物而言相当罕见。

植物生长的静态组织者

植物生长和发育依赖于不断地生成新的细胞。存在于植物生长轴中的一小部分特化细胞驱动了这一过程。这些干细胞以高频率分裂，并具有一种独特的特征：在原始母细胞维持干细胞活性的同时，子细胞获得了某种特化。除了这些干细胞，植物的根部还包含有一些组织细胞。这些组织细胞以低3-10倍的频率进行分裂，因此常被称为静止中心细胞。这些组织细胞控制了周围干细胞的活动，并可在必要时替换它们。

一个新分子网络

近20年来，世界各地的科学家们一直在研究干细胞和它们的控制组织细胞的行为。然而直到现在还不清楚静止细胞以及分裂活跃的细胞是如何能够如此紧密共存的？以及这种静止特征的基础机制是什么？

VIB研究所和根特大学的植物研究人员现在确定了一个新分子网络，增进了我们对于干细胞调控和活动的了解。这一过程的中心在于新发现的这个叫做ERF115的转录因子蛋白。科学家们证实这些组织细胞几乎不能分裂是因为ERF115的活性受到了抑制。当需要这些组织细胞分裂并替换受损的周围干细胞时，ERF115会得到激活。随后ERF115会刺激植物硫肽激素(Phytosulfokine)生成，转而激活组织细胞分裂。因此，ERF115-植物硫肽激素网络充当了损害干细胞活性的胁迫条件下的一种后备系统。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

ERF115 Controls Root Quiescent Center Cell Division and Stem Cell Replenishment

The quiescent center (QC) plays an essential role during root development by creating a microenvironment that preserves the stem cell fate of its surrounding cells. Despite being surrounded by highly mitotic active cells, QC cells self-renew at a low proliferation rate. Here, we identified the ERF115 transcription factor as a rate-limiting factor of QC cell division, acting as a transcriptional activator of the phytosulfokine PSK5 peptide hormone. ERF115 marks QC cell division but is restrained through proteolysis by the APC/CCCS52A2 ubiquitin ligase, whereas QC proliferation is driven by brassinosteroid-dependent ERF115 expression. Together, these two antagonistic mechanisms delimit ERF115 activity, which is called upon when surrounding stem cells are damaged, revealing a cell cycle regulatory mechanism accounting for stem cell niche longevity.