Эволюция тотипотентности. Особенности тотипотентности растений

Создается впечатление, что по мере эволюционного развития живого мира по первому пути тотипотентность постепенно утрачивалась на каждой ступеньке эволюционной лестницы. Ее, тотипотентность, и соответственно высокую регенерационную способность сохранили растения, гидры и черви. Ракообразные, тритоны и ящерицы продолжили путь потерь, сберегая способность к дедифференцировке клеток с образованием бластемы при повреждении или утрате только определенных анатомических зон (клешни, конечности, хвост).

Дифференцированные клетки зрелых особей птиц, млекопитающих, приматов и человека нуллипотентны. Перманентная утрата тотипотентности эволюционно ассоциируется с совершенствованием полового пути передачи генетической информации. Значит, отсутствие дедифференцировки — плата за половой путь размножения? Тогда за секс мы платим сокращением продолжительности жизни? В определенном смысле, конечно. Даже растения начинают стареть только после образования завязи. Если не допускать оплодотворения цветка, растение может жить вечно.

Принципиальные механизмы возврата тотипотентности у растительных клеток посредством дедифференциации в общих чертах установлены. Роль межклеточных взаимодействий четко определена при изучении верхушечных мерисистем арабидоп-сиса, где были найдены гены, экспрессирующиеся в разных доменах. В мерисистеме ожидания экспрессируется ген clv3 (Schoof et al., 2000; Clark, 2001).

тотипотентность растений

У мутантов по этому гену размеры мерисистемы ожидания резко увеличиваются, а у цветков таких растений повышено количество тычинок и пестиков (Clark et al., 1997). Следовательно, хотя этот ген и считается маркером стволовых клеток, не его экспрессия лимитирует "стволовое поведение". Другой ген - wus, тоже экспрессируется в клетках мерисистемы, но локализованных ниже мерисистемы ожидания (Laux et al., 1996; Gross-Hardt, Laux, 2003).

В стеблях мутантов по этому гену мерисистема ожидания отсутствует и такие побеги способны к весьма ограниченному росту, образуя всего несколько листьев. Гены clvl и clv2 экспрессируются в разных частях мерисистемы. Оказалось, что взаимодействие белков, кодируемых генами группы civ, определяет активность гена wus. Белковые продукты генов clvl и clv2, связываясь, образуют гетеродимер, который после присоединения олигопептида, кодируемого геном clv3, формирует мультимер (картина, очень напоминающая рецептор-ную комплексацию с молекулой gpl30 у млекопитающих).

Это лиганд-рецепторное взаимодействие заканчивается фосфорилированием киназного домена clvl, фосфорилированные остатки которого функционируют в качестве прямых или опосредованных сайтов связывания для эффекторных молекул фосфатазы КАРР и ГТФ-связывающего белка семейства ROP Допускается, что далее сигнал проводится через МАР-киназный каскад с блокировкой экспрессии генов wus. Таким образом, clv3 негативно регулирует активность гена wus. Именно поэтому после декапитации корня арабидопсиса стволовые клетки возникают вновь путем дедифференцировки, а в эмбриональном развитии активность генов wus проявляется раньше, чем clu3 (Brand et al., 2000; Schoofet ai, 2000).

- Читать далее "Стволовые клетки растений. Тотипотентность генома человека"

Оглавление темы "Эмбриональные стволовые клетки":
1. Стромальные стволовые клетки. Мезенхимальные стволовые клетки
2. Стволовые клетки в неврологии. Онкогенность стволовых клеток
3. Стоимость регенеративно-пластической медицины. Тотипотентность стволовых клеток
4. Эволюция тотипотентности. Особенности тотипотентности растений
5. Стволовые клетки растений. Тотипотентность генома человека
6. Эмбриональные клетки. Терато-карциномные клетки человека
7. Свойства терато-карциномных клеток. Эмбриональная плюрипотентная стволовая клетка
8. Свойства эмбриональных стволовых клеток. Источники эмбриональной стволовой клетки
9. Клеточные линии эмбриональной стволовой клетки. Первичные половые клетки
10. Сходство стволовых клеток и первичных половых клеток. Эмбриональные половые клетки

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: