Tech

โปรตีนขนาดเล็กช่วยให้ดอกไม้เจริญเติบโตได้อย่างถูกต้อง

การที่ดอกไม้ก่อตัวอย่างถูกต้องภายในกรอบเวลาที่จำกัดนั้นยังคงเป็นปริศนา อย่างน้อยก็จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนาราและมหาวิทยาลัยหนานจิงได้ไขปริศนานี้ พวกเขาค้นพบว่าโปรตีนอเนกประสงค์มีบทบาทสำคัญในการสร้างอวัยวะสืบพันธุ์ดอกไม้อย่างเหมาะสม โปรตีนนี้ช่วยให้ดอกไม้พัฒนาได้อย่างสมบูรณ์อย่างถูกต้องและทันท่วงที

ในช่วงแรกของการพัฒนาของดอกไม้ สเต็มเซลล์เป็นแหล่งเซลล์สำหรับการสร้างอวัยวะของดอกไม้ ในเนื้อเยื่อดอกไม้ กิจกรรมของสเต็มเซลล์จะคงอยู่ผ่านลูปป้อนกลับระหว่าง WUSCHEL (WUS) ยีนที่ระบุเซลล์ต้นกำเนิดจากดอกไม้ และ CLAVATA3 (CLV3) ยีนมาร์กเกอร์สเต็มเซลล์ที่กระตุ้นและคงอยู่โดย WUS

การยับยั้ง WUS ด้วยโปรตีนที่เรียกว่า KNUCKLES (KNU) กระตุ้นให้การทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดจากดอกไม้เสร็จสมบูรณ์อย่างถูกต้องและทันท่วงที

Erlei Shang ผู้นำ ผู้เขียนการศึกษากล่าวว่า “สิ่งที่ไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์คือการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดจากดอกไม้ที่แข็งแรงเสร็จสิ้นภายในระยะเวลาที่จำกัด เพื่อให้แน่ใจว่าการพัฒนาของ carpel”

ผู้เขียนอาวุโส Toshiro Ito กล่าวว่า “การวิจัยของทีมเปิดเผยว่าใน Arabidopsis thaliana KNU สามารถปิดใช้งานเนื้อเยื่อดอกไม้ที่แข็งแรงได้อย่างสมบูรณ์ในขั้นตอนของดอกไม้”

ดอกอราบิดอปซิสทาเลียนาระยะแรก การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล Shang Erlei et al. พบว่า KNUCKLES (KNU) ซึ่งเข้ารหัสตัวยับยั้งสังกะสีชนิด C2H2 แสดงออกในเนื้อเยื่อดอกไม้ (แสดงเป็นสีแดง) จากระยะดอกไม้ 6 และซ้อนทับกับยีนเครื่องหมายเซลล์ต้นกำเนิด CLVTAVA3 (CLV3) ที่แสดงเซลล์ (แสดงเป็นสีเขียว) นอกจากนี้ KNU ยังยับยั้ง CLV3 โดยตรงและไกล่เกลี่ยกรอบการกำกับดูแลสำหรับการกำหนดเนื้อเยื่อของดอกไม้ที่ควบคุมอย่างทันท่วงที เครดิต: Bo Sun

KNU ดำเนินการหลายหน้าที่ผ่านบทบาทเฉพาะตำแหน่ง KNU ทั้งยับยั้งและปิดเสียง WUS และกดขี่ CLV3 และ CLV1 โดยตรง (ยีนที่เข้ารหัสตัวรับสำหรับเปปไทด์ CLV3) ด้วยเหตุนี้ KNU จึงขจัดลูปป้อนกลับของ CLV3-WUS ผ่านกลไกการถอดรหัสและอีพีเจเนติก นอกจากนี้ ปฏิกิริยาของ KNU กับโปรตีน WUS ยังขัดขวางการโต้ตอบที่จำเป็นสำหรับการบำรุงเนื้อเยื่อของดอกไม้

ผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง โบ ซุน กล่าวว่า “ผลลัพธ์ของเราเปิดเผย แนวทางการกำกับดูแลที่ KNU มีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนการพัฒนาเนื้อเยื่อดอกไม้ให้เสร็จสิ้นภายในระยะเวลาอันสั้น และทำให้มั่นใจได้ว่าอวัยวะสืบพันธุ์ของดอกไม้จะถูกสร้างขึ้นอย่างเหมาะสม”

นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า “งานวิจัยนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาทางพันธุกรรมของ

พืชอาหาร และการผลิตอาหารระดับโลก ผลการวิจัยนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาทางพันธุกรรมของพันธุ์พืชที่เป็นอาหาร เช่น ข้าว มะเขือเทศ และข้าวโพดเลี้ยงสัตว์”

การอ้างอิงวารสาร:
  1. การควบคุมเนื้อเยื่อเนื้อเยื่อดอกไม้อย่างแข็งแกร่งด้วยฟังก์ชันมัลติฟังก์ชันเฉพาะตำแหน่งของ KNUCKLES, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021) ดอย:

10.1073/pnas.2102826118

      Back to top button