Генетики указали способ ускорения роста растений

Генетики из Университета Дьюка (США) показали связь между функционированием гена UPBEAT1 и скоростью роста корней растений.

Растущим многоклеточным организмам необходимо поддерживать баланс между делением и дифференцировкой клеток; при его нарушении у животных развиваются болезненные состояния (рак). У растений, непрерывно образующих новые органы с помощью стволовых клеток, подобное нарушение может приводить к преждевременной остановке роста, пишет Компьюлента.

В своих экспериментах авторы наблюдали за развитием корней удобного и очень известного модельного организма — резуховидки Таля (арабидопсиса). «Потомки» стволовых клеток резуховидки, расположенных в кончике корня, быстро делятся в так называемой меристеме, а затем резко увеличиваются в размерах в специальной зоне растяжения. Переход от деления к растяжению в продольном направлении становится начальной стадией дифференцировки.

Систематический поиск способов регулирования механизма деления и дифференцировки клеток вывел учёных на транскрипционный фактор, названный ими UPBEAT1. Опыты показали, что снижение экспрессии соответствующего гена вызывает увеличение меристемы и размеров клеток и ускорение роста корня. UPBEAT1 непосредственно регулирует экспрессию набора пероксидаз, которые, в свою очередь, контролируют баланс активных форм кислорода (к примеру, перекиси водорода) в зонах деления и растяжения. Аналогичный механизм управления развитием с помощью активных форм кислорода, замечают авторы, функционирует у животных.

Учёные надеются, что предложенная ими методика будет использоваться при выращивании многолетних травянистых растений, перерабатываемых на биотопливо. Внедрением новой технологии занимается стартап GrassRoots Biotechnology.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Cell.