Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пептиды CLE ( CLAVATA3 / связанные с окружающим регионом эмбриона ) представляют собой группу пептидов, обнаруженных в растениях, которые участвуют в передаче клеточных сигналов . Производство контролируется генами CLE. При связывании с рецептором пептида CLE в другой клетке происходит цепная реакция событий, которая может привести к различным физиологическим процессам и процессам развития. Этот сигнальный путь сохраняется у различных наземных растений . [1]

Фон [ править ]

И растения, и животные одинаково используют небольшие полипептиды для передачи сигналов при межклеточной коммуникации. CLAVATA3 / связанная с окружающей областью эмбриона, также известная как растительный пептидный гормон, передача сигналов важна для передачи сигналов от клетки к клетке, а также для связи на большие расстояния. Эти два действия особенно важны для растительных клеток, потому что они стационарны и должны выполнять расширение клеток. Было обнаружено, что в многоклеточных организмах межклеточная связь очень важна для многих процессов роста, происходящих внутри организма. Полипептиды из 12 или 13 аминокислот представляют собой зрелые формы белков CLE, которые происходят из консервативных доменов CLE. [2] [3] [4]Идентифицируется все больше и больше генов CLE, и в этой области проводится все больше исследований. Гены CLE были обнаружены не только у семенных растений, но также у ликофитов , мохообразных и зеленых водорослей . [5] [6]

Гены [ править ]

Большинство исследований, которые проводились по передаче сигналов пептида CLE, проводились с арабидопсисом , поскольку этот геном содержит 32 члена семейства генов CLE. CLV3, который принадлежит к семейству генов CLE, обнаружен в одной или нескольких тканях Arabidopsis . Все 32 члена семейства CLE имеют две общие характеристики, которые включают: кодирование небольшого белка с предполагаемым сигналом секреции на их N-концах и содержат консервативный мотив CLE на своих С-концах или рядом с ними. [7] 32 члена семейства генов CLE произошли от мутаций исходного гена.

Структуры [ править ]

Пептиды CLE кодируются генами CLE. Эти пептиды различаются по структуре, причем каждая пептидная структура выполняет различную работу в растении. Установлено, что минимальная длина функционирующих пептидов CLE составляет 12 аминокислот с несколькими критическими остатками. [8] В растении обнаружены две различные пептидные структуры: A-тип и B-тип. Когда секретируются гормоны A-типа, растение замедляет скорость роста корней, тогда как секреция пептидов B-типа влияет на рост сосудов растения. [9]Секреция пептидов A-типа ускоряет развитие сосудов растения, которое опосредуется пептидами B-типа. Это говорит о том, что эти два типа пептидов работают вместе, чтобы регулировать рост растения. Специфические пептиды: [8]

Пептиды А-типа

  • CLE 1/3/4
  • CLE 2
  • CLE 5/6
  • CLE 7
  • CLE 8
  • CLE 9
  • CLE 10
  • CLE 11
  • CLE 12
  • CLE 13
  • CLE 14
  • CLE 16
  • CLE 17
  • CLE 18
  • CLE 19
  • CLE 20
  • CLE 21
  • CLE 22
  • CLE 25
  • CLE 26
  • CLE 27
  • CLE 40
  • CLE 45

Пептиды B-типа

  • CLE 41/44 / TDIF
  • CLE 42
  • CLE 43
  • CLE 46

Сигнализация в апикальной меристеме побега [ править ]

Снимите апикальные меристемы Crassula ovata (слева). Спустя четырнадцать дней появились листья (справа).
Модель Tunica-Corpus апикальной меристемы (кончика роста). Эпидермальный (L1) и субэпидермальный (L2) слои образуют внешние слои, называемые оболочкой. Внутренний слой L3 называется корпусом. Ячейки в слоях L1 и L2 делятся боком, что позволяет разделить эти слои, тогда как слой L3 делится более случайным образом.

Меристематические клеткидают начало различным органам растения и поддерживают рост растения. Существует два типа меристематических тканей: 1) Апикальная меристема 2) Боковая меристема. Апикальная меристема бывает двух типов; апикальная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, тогда как апикальная меристема корня (RAM) обеспечивает меристематические клетки для будущего роста корней. Ячейки SAM и RAM делятся быстро и считаются неопределенными, поскольку не обладают каким-либо определенным конечным статусом. В этом смысле меристематические клетки часто сравнивают со стволовыми клетками животных, которые обладают аналогичным поведением и функцией. Внутри растений клетки SAM играют важную роль в общем росте и развитии, это связано с тем, что все клетки, составляющие основные части растения, происходят из апикальной меристемы побегов (SAM).Внутри SAM есть три различных важных области, включая центральную зону, периферическую зону и меристему ребер. Каждая из этих областей играет важную роль в производстве новых стволовых клеток в SAM. Все SAM обычно имеют куполообразную форму и слоистую структуру, описываемую как оболочка и тело. CLV3 играет важную роль в регулировании продукции стволовых клеток в районе центральной зоны (SAM), это также верно для гена WUSCHEL (WUS), способствующего развитию клеток. Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;Каждая из этих областей играет важную роль в производстве новых стволовых клеток в SAM. Все SAM обычно имеют куполообразную форму и слоистую структуру, описываемую как оболочка и тело. CLV3 играет важную роль в регулировании продукции стволовых клеток в районе центральной зоны (SAM), это также верно для гена WUSCHEL (WUS), способствующего развитию клеток. Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;Каждая из этих областей играет важную роль в производстве новых стволовых клеток в SAM. Все SAM обычно имеют куполообразную форму и слоистую структуру, описываемую как оболочка и тело. CLV3 играет важную роль в регулировании продукции стволовых клеток в районе центральной зоны (SAM), это также верно для гена WUSCHEL (WUS), способствующего развитию клеток. Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;это также верно для клеточного гена WUSCHEL (WUS). Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;это также верно для клеточного гена WUSCHEL (WUS). Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;[10] [11]

Гены других растений [ править ]

НКУ гены были найдены в многочисленных однодольных , двудольных и даже мох . Исследования даже показали, что некоторые растения, такие как рис, содержат мульти-CLE-домен. [5] [7] Различные CLE-подобные гены также были обнаружены в геномах нематод, паразитирующих на растениях, таких как нематоды свеклы, сои и картофеля . [12] [5] [13]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Betsuyaku S, Савва S, M Yamada (2011). «Функция пептидов CLE в развитии растений и взаимодействиях растений и микробов» . Книга арабидопсиса . 9 : e0149. DOI : 10,1199 / tab.0149 . PMC  3268505 . PMID  22303273 .
  2. ^ Кондо Т, S Савва, Киношиты А, Mizuno S, Kakimoto Т, Фукуда Н, Сакагами Y (2006). «Растительный пептид, кодируемый CLV3, идентифицированный с помощью анализа in situ MALDI-TOF MS». Наука . 313 (5788): 845–48. DOI : 10.1126 / science.1128439 . JSTOR 3846935 . 
  3. ^ Ito Y, Nakanomyo I, Motose H, K Ивамото, Савва S, Dohmae N, Фукуда H (август 2006). «Пептиды Dodeca-CLE как супрессоры дифференцировки стволовых клеток растений». Наука . 313 (5788): 842–5. DOI : 10.1126 / science.1128436 . PMID 16902140 . 
  4. ^ Охиямы К, Shinohara Н, Огава-Ohnishi М, Matsubayashi Y (август 2009 г.). «Гликопептид, регулирующий судьбу стволовых клеток Arabidopsis thaliana». Nat. Chem. Биол . 5 (8): 578–80. DOI : 10.1038 / nchembio.182 . PMID 19525968 . 
  5. ^ a b c Элькерс К., Гоффард Н., Вейллер Г. Ф., Грессхофф П. М., Матесиус Ю., Фрики Т. (январь 2008 г.). «Биоинформатический анализ семейства сигнальных пептидов CLE» . BMC Plant Biol . 8 : 1. DOI : 10,1186 / 1471-2229-8-1 . PMC 2254619 . PMID 18171480 .  
  6. Перейти ↑ Miwa H, Tamaki T, Fukuda H, Sawa S (июнь 2009 г.). «Эволюция передачи сигналов CLE: истоки разнообразия рецепторов CLV1 и SOL2 / CRN» . Сигнальное поведение растений . 4 (6): 477–81. DOI : 10.4161 / psb.4.6.8391 . PMC 2688290 . PMID 19816140 .  
  7. ^ a b Петух JM, McCormick S (июль 2001 г.). «Большое семейство генов, гомологичных CLAVATA3» . Plant Physiol . 126 (3): 939–42. DOI : 10.1104 / pp.126.3.939 . PMC 1540125 . PMID 11457943 .  
  8. ^ а б Ямагути Ю.Л., Исида Т., Сава С. (2016). «Пептиды CLE и их сигнальные пути в развитии растений» . J. Exp. Бот . 67 (16): 4813–26. DOI : 10.1093 / JXB / erw208 . PMID 27229733 . 
  9. ^ Уитфорд R, Фернандеса A, De Groodt R, Ортега E, Hilson P (ноябрь 2008). «Растительные пептиды CLE из двух различных функциональных классов синергетически индуцируют деление сосудистых клеток» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (47): 18625–30. DOI : 10.1073 / pnas.0809395105 . PMC 2587568 . PMID 19011104 .  
  10. Перейти ↑ Brand U, Fletcher JC, Hobe M, Meyerowitz EM, Simon R (июль 2000 г.). «Зависимость судьбы стволовых клеток Arabidopsis от петли обратной связи, регулируемой активностью CLV3». Наука . 289 (5479): 617–9. DOI : 10.1126 / science.289.5479.617 . PMID 10915624 . 
  11. ^ Schoof H, Lenhard M, Haecker A, Mayer KF, Jürgens G, Laux T (март 2000). «Популяция стволовых клеток меристем побегов Arabidopsis поддерживается регуляторной петлей между генами CLAVATA и WUSCHEL». Cell . 100 (6): 635–44. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (00) 80700-х . PMID 10761929 . 
  12. Перейти ↑ Wang X, Mitchum MG, Gao B, Li C, Diab H, Baum TJ, Hussey RS, Davis EL (март 2005 г.). «Ген паразитизма нематоды, паразитирующей на растениях, с функцией, аналогичной CLAVATA3 / ESR (CLE) Arabidopsis thaliana». Мол. Завод Патол . 6 (2): 187–91. DOI : 10.1111 / j.1364-3703.2005.00270.x . PMID 20565649 . 
  13. Перейти ↑ Guo Y, Han L, Hymes M, Denver R, Clark SE (сентябрь 2010 г.). «CLAVATA2 образует отдельный CLE-связывающий рецепторный комплекс, регулирующий спецификацию стволовых клеток Arabidopsis» . Завод Дж . 63 (6): 889–900. DOI : 10.1111 / j.1365-313X.2010.04295.x . PMC 2974754 . PMID 20626648 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Боммерт П., Дже Б.И., Гольдшмидт А., Джексон Д. (октябрь 2013 г.). «Ген Gα кукурузы COMPACT PLANT2 функционирует в передаче сигналов CLAVATA для управления размером меристемы побегов». Природа . 502 (7472): 555–8. DOI : 10,1038 / природа12583 . PMID  24025774 .
  • Чу Х, Лян В., Ли Дж., Хун Ф, Ву И, Ван Л., Ван Дж, Ву П, Лю Ц., Чжан Кью, Сюй Дж, Чжан Д. (декабрь 2013 г.). «Сигнальный модуль CLE-WOX регулирует поддержание корневой меристемы и развитие сосудистой ткани риса» . J. Exp. Бот . 64 (17): 5359–69. DOI : 10.1093 / JXB / ert301 . PMID  24043854 .
  • Кларк С.Е., Уильямс Р.В., Мейеровиц Е.М. (май 1997 г.). «Ген CLAVATA1 кодирует предполагаемую рецепторную киназу, которая контролирует размер меристемы побегов и цветков у Arabidopsis». Cell . 89 (4): 575–85. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (00) 80239-1 . PMID  9160749 .
  • Джун Дж., Фьюме Э., Рёдер А.Х., Мэн Л., Шарма В.К., Осмонт К.С., Бейкер К., Ха К.М., Мейеровиц Е.М., Фельдман Л.Дж., Флетчер Дж.С. «Комплексный анализ экспрессии сигнального гена CLE-полипептида и активности сверхэкспрессии у Arabidopsis» . Plant Physiol . 154 (4): 1721–36. DOI : 10.1104 / pp.110.163683 . PMC  2996011 . PMID  20884811 .
  • Laux T, Mayer KF, Berger J, Jürgens G (январь 1996). «Ген WUSCHEL необходим для целостности побегов и цветочной меристемы Arabidopsis». Развитие . 122 (1): 87–96. PMID  8565856 .