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第一作者:Fu-Xiang Wang
第一单位:中科院植物生理生态研究所
通讯作者:Jia-Wei Wang
Abstract
背景回顾: Plant somatic embryogenesis refers to a phenomenon where embryos develop from somatic cells in the absence of fertilization.
提出问题:Previous studies have revealed that the phytohormone auxin plays a crucial role in somatic embryogenesis by inducing a cell totipotent state, although its underlying mechanism is poorly understood.
主要发现:Here, we show that auxin rapidly rewires the cell totipotency network by altering chromatin accessibility.
结果-染色质开放动态:The analysis of chromatin accessibility dynamics further reveals a hierarchical gene regulatory network underlying somatic embryogenesis.
结果-外植体:Particularly, we find that the embryonic nature of explants is a prerequisite for somatic cell reprogramming.
结果-LEC2-WOX2/3:Upon cell reprogramming, the B3-type totipotent transcription factor LEC2 promotes somatic embryo formation by direct activation of the early embryonic patterning genes WOX2 and WOX3.
结论:Our results thus shed light on the molecular mechanism by which auxin promotes the acquisition of plant cell totipotency and establish a direct link between cell totipotent genes and the embryonic development pathway.
摘 要
植物的体细胞胚发生指的是体细胞在不经过受精作用而直接发育形成胚的现象。先前的研究显示植物激素生长素通过诱导细胞的全能性状态而在植物的体胚发生过程中发挥至关重要的作用,但是其潜在的分子机制仍然有待深入研究。本文中,作者发现生长素通过改变染色质开放来快速帮助体细胞获取细胞全能性。染色质开放动态分析显示在体细胞胚胎发生过程中存在一个层级的基因转录调控网络。其中,作者发现外植体的胚性特征是体细胞重编程的先决条件。而细胞重编程开始之后,B3类转录因子LEC2通过直接激活早期胚胎模式建成基因WOX2/3来促进体胚发生。本文的结果揭示了生长素促进植物细胞获取全能性的分子机制,并在细胞全能性基因与胚胎发育通路之间建立起了直接关联。
通讯作者
** 王佳伟 **
个人简介:
1995-1999年,上海交通大学,学士;
1999-2005年,中科院植物生理生态研究所,博士;
2005-2011年,马克斯·普朗克发育生物学研究所,博后;
2011年-至今,中科院植物生理生态研究所,研究员。
研究方向:植物时序性发育和生命周期
1)植物如何从一个单细胞合子通过细胞分裂和分化发育成为一个多细胞的个体;
年龄不可逆的分子机理;
3)年龄如何调控植物再生能力和干细胞基因组的稳定性;
4)植物生活习性自然变异的遗传学基础;
5)多年生植物生活习性及其干细胞长久维持的分子机理。
doi: 10.1016/j.devcel.2020.07.003
Journal: Developmental Cell
Published date: August 01, 2020
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