植物は組織化されて、ゲノム維持と成長を調整します。

シロイヌナズナ DNA損傷物質で処理された根の終わり。 緑はDNA損傷に応答して、それぞれ増加と減少の間トーキーニン（左）とオーキシン（右）信号を示します。 クレジット：Masaaki Umeda

人間は、特に圧力を受ける状況でマルチタスクをすることができることを誇りに感じています。 しかし、私たちだけが組織化されたものではないことが明らかになりました。 日本の研究者は、植物がDNA損傷に対して異なる反応を組織することによって、ゲノムの維持と長期的な成長のバランスを合わせることを発見した。

出版された研究から 科学的な発展Nara Institute of Science and Technologyが率いる研究チームは、植物が成長を維持しながら、DNA損傷反応を組織するために、植物ホルモンであるcytokininとauxinを組み合わせて制御しました。

植物は、主に根が実行する機能のおかげで、成長を止めない適応性に優れた生物です。 根が植物の成長に重要な役割をするので、根の発達は、環境ストレスを含む地下の変動する条件に非常に反応します。 これらのストレスは、根の成長を制限する傾向があり、DNAを損傷することがあります。

プロジェクトリーダーのMasaaki Umedaは、「植物はDNA損傷に積極的に反応し、これらの反応は、細胞周期チェックポイント機構によって制御されます。 「細胞周期は、DNAが修復されることができるよう、特定の段階で中断されたり、極端な場合、細胞死が開始されます。私たちが知ってたかったのはDNA損傷反応がどのように構成されて継続的な根の成長を可能にするかでした。」

動物細胞とは異なり、植物細胞は動かないため、植物は死んだ細胞を周囲の生きた細胞に置き換えることができません。 同時に、ゲノムを維持し、長期開発を可能にするために、植物は、組織の様々なタイプの細胞に依存する様々なDNA損傷反応を開始します。

第1著者であるNaoki Takahashiは、「我々は、二つの植物ホルモンである間トーキーニンとオーキシンの結合された制御が細胞死滅を最小限に抑えながら、他のDNA損傷反応を組織することを発見しました。」と説明しています。 「これは、破損した植物のゲノムを維持しながら、幹細胞を維持する洗練された方法です。」

オーキシンの減少は、幹細胞死滅を引き起こしてG2の段階で細胞周期を停止させる一方で、増加された間トーキーニン信号は、細胞分裂なしにゲノムが複製されている細胞周期の変形である早期内紛穴をサポートします。

この研究では、変化する環境での継続的な長期的な成長を可能にする開発の環境でのゲノムを安定的に維持する前に確認されていないメカニズムを説明します。 この研究の結果は、特に過酷な環境での植物の成長と開発のための農業技術の研究に広く適用されています。 今後の研究では、変化する条件でゲノムの安定性を維持することで、植物が胚の段階を超えてどのように臓器を開発するかの照明します。

国の科学技術大学提供