植物干细胞再生的新机制！DNA损伤是生物体无法避免的，因为它可以由细胞内源的反应造成，也可以由外界环境中的各种胁迫造成。由于DNA储存着生物体生存和繁衍的遗传信息，一般认为DNA损伤破坏了基因组完整性从而影响细胞生活力，在动物多能干细胞的诱导和再生过程中起负面作用。

在动物细胞中，大量的DNA损伤通常被认为抑制动物细胞的重编程，因为DNA损伤会导致细胞周期停滞和细胞凋亡等现象。植物不能像动物一样迅速地逃离不利环境，因此，我们会经常看到植物产生伤口后，伤口处的死细胞可以诱导其周围分化的细胞转化为干细胞。那么植物细胞受到损伤后，除了依赖细胞死亡，还是否有其他全新的适应胁迫环境的策略？

2020年8月17日，Nature Plants刊发了标题为“DNA damage triggers reprogramming of differentiated cells into stem cells in Physcomitrella”的文章，文章报道了早期陆生模式植物小立碗藓中， DNA损伤诱导植物体细胞转变成干细胞的整个过程并不依赖于死细胞，而是可诱导叶片细胞重新编程为干细胞（图），并再生出新植株。这是一个新的发现，该发现应该是一种全新的植物应对逆境的策略。

研究发现，小立碗藓的叶片细胞被DNA损伤诱导试剂浸泡6小时后，首先会导致基因组DNA链的断裂，随后受损的DNA在一天左右被修复到原先的状态。这一修复过程依赖于DNA损伤响应因子蛋白激酶ATR，但不依赖同为DNA损伤响应因子的蛋白激酶ATM。之后，STEMIN1，一个物理损伤诱导的重编程调节因子被触发工作。STEMIN1积累表达的叶片细胞会重编程再生出绿丝体顶端干细胞，且再生出的绿丝体干细胞可以继续生长发育并形成新的具有茎和叶的完整植株，类似于受精卵。这个也意味着，面对大量的DNA损伤，植物细胞选择重编程产生新的后代（资料引自华中农业大学网站）。

DNA损伤诱导试剂引起植物叶片细胞不依赖于死细胞重编程为干细胞及其分子机制

a: DNA损伤诱导试剂引起小立碗藓叶片细胞重编程为原丝体干细胞; b: 彗星电泳检测DNA损伤试剂造成的小立碗藓叶片细胞DNA损伤类型; c: PI染色显示再生的干细胞相邻细胞为活细胞; d: DNA损伤诱导小立碗藓干细胞转录因子STEMIN1表达