Cell:鸡生蛋or蛋生鸡?颠覆干细胞认知

 

人们通常认为干细胞具有生成或替换特化细胞的内在能力。然而,纽约大学的一个生物学家小组证实,再生植株可以通过...



 人们通常认为干细胞具有生成或替换特化细胞的内在能力。然而,纽约大学的一个生物学家小组证实,再生植株可以通过重演胚胎发育,用更成熟的细胞自然重建它们的干细胞。

  “矛盾的是,这意味着在这一系统中并非干细胞直接生成植物组织,而是植物组织生成了干细胞,”研究的资深作者、纽约大学生物系副教授Kenneth Birnbaum解释说。

  在这项发表于《Cell 》杂志上的研究中,研究人员利用谱系追踪研究植物根部再生确定了细胞的起源,利用活体成像观察了一些组织的动态重组,并通过单细胞RNA测序分析了再生过程中转变的细胞。

  研究小组发现,在严重损伤除去根部的所有干细胞后,由已经特化的许多不同类型的细胞补充了新的干细胞。为此,植物重演了胚胎发育步骤,首先构建出了一些特化的组织,组装之后这些组织生成了一组新的干细胞。这表明实现长期生长的重要要素未必是具有生成细胞特性的干细胞,而是一起构建出干细胞行为的周围组织。

  这项研究对于植物如何保持它们众所周知的长期生长和生产力具有重要影响。此外,许多细胞能够协调再生对于一些重要粮食作物,如通过再生种植的木薯也具有重要意义。

  Birnbaum说:“植物具有惊人的修复自身的能力,而一些动物系统与植物重建干细胞的方式有些相似之处。”

  例如,近期的一些小鼠研究表明成年毛细胞和肠细胞可以“重建”它们的干细胞。

  “我们不能误认为一些植物基因将可以帮助人类再生,但与干细胞重建相关的一些原理可以作为一种通用模型。”

  Birnbaum说:“一个有趣的方面是,植物再生以不同的规模重复了胚胎信号。具体而言,一些发生在胚胎单细胞中的事件也发生在了更大受损组织内许多细胞中。这就好像植物以新的规模叠加胚胎发育以适应受损组织。这给予了植物巨大的灵活性来修复受损身体部位。”


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