חוקרים מאוניברסיטת פרייבורג זיהו את מולקולת ה-HAN כמווסת חשוב השולט בצמיחת צמחים בשילוב עם WOX5. הבנת המנגנון הזה רלוונטית לגידול יבולים עמידים יותר או בעלי תשואה גבוהה יותר.
צמחים יוצרים עלים, פרחים ושורשים חדשים בקצות נבטים ושורשים, באזורי צמיחה ספציפיים המכונים מריסטמים. מריסטמים אלו מכילים תאי גזע המתחלקים לפי הצורך ויוצרים תאים חדשים המתפתחים לרקמות מיוחדות. בעזרת הדוגמה של שורשי הצמח, חוקרים מפרייבורג הצליחו כעת לפענח אילו מנגנוני רגולציה מבטיחים שהצמיחה במריסטם מתרחשת בצורה מבוקרת. התוצאות פורסמו בכתב העת צמחי טבע.
תאי גזע תלויים באותות של תאים אחרים
העובדה שתאי גזע יכולים להתחלק ברציפות וליצור תאי אבות עבור רקמות מיוחדות אינה דבר מובן מאליו: אותות מתאי אחרים נחוצים כדי לשלוט בתכונותיהם של תאי גזע. התלות הזו בתהליכי איתות היא גם מנגנון הגנה. אם תאי גזע היו מסוגלים להתרבות ללא שליטה, הדבר יוביל לצמיחה בלתי מבוקרת, כמו במקרה של סרטן.
WOX5 היא מולקולת איתות חשובה המווסתת תאי גזע במריסטם. עם זאת, המנגנון שדרכו הוא עושה זאת לא היה ידוע בעבר. צוות מחקר בראשות פרופ' ד"ר תומס לאוקס, חבר ב-CIBSS – המרכז ללימודי איתות ביולוגיים אינטגרטיביים באוניברסיטת פרייבורג, הצליח כעת לפענח את המנגנון הזה. הצוות זיהה את HAN כגורם חיוני שמשדר את הפונקציה של WOX5.
המולקולה המווסתת גנים HAN היא מווסת חשוב לצמיחת צמחים.
הצלחנו להראות ש-HAN מעביר את האות WOX5 ומבטיח שהגן CDF4 נשאר לא פעיל בתאי גזע. אחרת CDF4 יגרום לעיכוב תכונות תאי גזע. על ידי דיכוי CDF4, HAN מאפשר לתאי הגזע במריסטם השורש להישאר בלתי מובחנים ולהמשיך להתחלק."
פרופ' ד"ר תומס לאוקס, חבר CIBSS – המרכז ללימודי איתות ביולוגיים אינטגרטיביים באשכול המצוינות באוניברסיטת פרייבורג
הצוות השתמש בשיטות ביולוגיה מולקולרית וכן במודלים מתמטיים. אלה מספקים הסבר אפשרי מדוע המנגנון המסובך לכאורה יכול להוות יתרון עבור הצמח: נראה כי מעורבותו של HAN כקשר בין WOX5 ו-CDF4 הופכת את הרגולציה של תאי גזע לפחות רגישים להשפעות סביבתיות. "בחקירות נוספות, אנו רוצים כעת לברר האם לטבע הרב-שכבתי של התהליך יש את ההשפעה שאנו רואים במודל", אומר לאוקס.
תהליך חשוב גם לגידול צמחים
הבנה מדויקת של התהליכים שבהם גדלים צמחים היא בסיס חשוב לגידול יבולים עמידים יותר או בעלי תשואה גבוהה יותר. הסיבה לכך היא שהיא מאפשרת זיהוי ובחירת ממוקדים של צמחים שיכולים לגדול ולהניב תנובה גם בתנאים פחות אידיאליים, כמו מזג אוויר קיצוני.
