DNA損傷誘導(dǎo)試劑引起小立碗蘚葉片細(xì)胞重編程為原絲體干細(xì)胞。 華中農(nóng)大供圖

8月17日，《自然—植物》在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授陳春麗課題組與日本國立基礎(chǔ)生物學(xué)研究所合作的最新研究成果。該研究首次發(fā)現(xiàn)，在早期陸生模式植物小立碗蘚中，DNA損傷可以誘導(dǎo)葉片細(xì)胞重新編程為干細(xì)胞，并再生出新的植株。該過程不依賴細(xì)胞死亡，是一種全新的植物適應(yīng)脅迫環(huán)境的策略。

因?yàn)镈NA損傷會導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡等現(xiàn)象，在動物細(xì)胞中，大量的DNA損傷通常被認(rèn)為抑制動物細(xì)胞的重編程。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，小立碗蘚的葉片細(xì)胞被DNA損傷誘導(dǎo)試劑浸泡6小時后，首先基因組DNA鏈會斷裂，隨后受損DNA在一天左右被修復(fù)到原先的狀態(tài)。這一修復(fù)過程依賴于DNA損傷響應(yīng)因子蛋白激酶ATR，但不依賴同為DNA損傷響應(yīng)因子的蛋白激酶ATM。

之后，一個物理損傷誘導(dǎo)的重編程調(diào)節(jié)因子STEMIN1被觸發(fā)工作。STEMIN1積累表達(dá)的葉片細(xì)胞會重編程再生出綠絲體頂端干細(xì)胞，且再生出的綠絲體干細(xì)胞可以繼續(xù)生長發(fā)育并形成新的具有莖和葉的完整植株，類似受精卵。陳春麗說，這個結(jié)果意味著，面對大量的DNA損傷，植物細(xì)胞選擇重編程產(chǎn)生新的后代。

由于植物不能像動物一樣迅速地逃離不利環(huán)境，植物傷口處的死細(xì)胞經(jīng)常會誘導(dǎo)其周圍分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞。但陳春麗強(qiáng)調(diào)，該研究中報道的DNA損傷誘導(dǎo)植物體細(xì)胞轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞的整個過程，并不依賴于死細(xì)胞，是一個新發(fā)現(xiàn)。（中國科學(xué)報記者李晨）

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