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叶片非对称发育的生物力学调控
发表日期: 2017-09-14 作者: 齐继艳等 文章来源:Nature Plants
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在发育过程中,动植物的器官如何获得不对称的形状?大量的分子遗传学研究发现了诸多调控基因,但仍未完全解答这个基本的发育生物学问题:人们尚不了解基因如何指导器官形状的建立。叶片作为典型的植物器官,是一个研究器官不对称性产生的很好体系。

来自中科院遗传与发育生物学研究所,力学研究所登出的研究人员发表了题为“Mechanical regulation of organ asymmetry in leaves”的文章,发现了生物力学在器官形状不对称性产生中扮演的重要角色。

这一研究成果公布在94日的Nature Plants杂志上,文章的通讯作者为遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究员与力学研究所龙勉研究员。第一作者为齐继艳,吴彬彬和冯世亮博士。

极性基因和生长素通过机械力信号调控叶片极性建成

这项研究表明,叶片背侧与腹侧间信号分子的极性分布导致叶片原基中细胞壁力学属性的不对称性;细胞壁中果胶的甲酯化修饰的不对称性参与介导力学属性的不对称性形成。

理论模拟表明,力学不对称性可较好解释器官形状不对称性的产生;特别值得一提的是,人为改变果胶甲酯化修饰来影响细胞壁力学属性的实验验证了模型预测,并发现能够改变背侧/腹侧极性基因的表达。综上所述,力学不对称性可能是器官不对称性产生的一种普遍机制。(来源:中科院遗传与发育生物学研究所

 

Mechanical regulation of organ asymmetry in leaves

 

Abstract  In this study, we attempt to bridge the gap between gene expression patterns and biological shape. Our results show that leaf polarity signals lead to mechanical heterogeneity of the cell wall, which is related to the wall pectin methyl-esterification. Further numerical simulations, in combination with experimental validations, suggest that mechanical heterogeneity is sufficient to produce the planar leaf asymmetry. Thus, tissue-level mechanical heterogeneity may lead to organ shape asymmetry.

 

原文链接:http://www.nature.com/articles/s41477-017-0008-6.pdf

 


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