巩志忠团队发现氧化还原态调控干细胞发育的分子机制学术资讯

来源：植物生物学

在正常和不利的环境条件下，在植物质外体和各种细胞器中，例如线粒体，叶绿体和过氧化物酶体等，会产生活性氧（ROS）。高浓度的ROS对大分子如DNA，RNA，脂质和蛋白质有毒。植物细胞已经发展出使用酶和非酶清除机制调节内部和外部ROS水平的惊人能力。然而，ROS是重要的氧化还原信号，其调节动物和植物中的细胞分裂和分化等多种过程。细胞氧化还原态在细胞分裂和分化中起关键作用，但潜在的机制尚不清楚。

近日，Plant Physiology 发表了中国农业大学巩志忠团队题为“Redox-Mediated Endocytosis of a Receptor-Like Kinase during Distal Stem Cell Differentiation Depends on its Tumor Necrosis Factor Receptor Domain”的研究论文，对该机制进行了探讨

该研究中，研究人员探讨了氧化还原状态对拟南芥根的远端干细胞（DSCs）干细胞特性的影响。研究人员用还原剂谷胱甘肽（GSH）和氧化剂H2O2处理抑制了DSC分化，这和通过各种突变产生的内源性活性氧物质有相似的效果。

这表明高度还原和氧化环境均抑制干细胞特性。在调控干细胞发育的CLE40 / ACR4 / CLV1 / WOX5 模型相关的突变体中，还原剂和氧化剂均影响wox5-1和clv1-1中的DSC分化，但不影响acr4-2或cle40突变植物中DSC分化。类受体激酶ACR4的稳定性受到根尖氧化还原状态调节的内吞作用的调控。在ACR4的TNFR胞外结构域中具有多个半胱氨酸突变的突变体中，ACR4不能进行内吞。而TNFR结构域完全缺失的ACR4则绕过质膜直接定位于内体。两种突变均影响DSC分化，但不影响种子填充。ACR4蛋白的细胞内结构域是种子填充的部分需要，但不是DSC分化所必需的。

该研究揭示了TNFR结构域在根DSC分化中氧化还原态介导的ACR4内吞作用中的重要生物学作用。

来源：PlantBiotech 植物生物学

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