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A Self-Activation Loop Maintains Meristematic Cell Fate for Branching.
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-02 , DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.031 Xiuwei Cao 1 , Jin Wang 2 , Yuanyuan Xiong 1 , Haibian Yang 2 , Minglei Yang 2 , Peiyi Ye 2 , Stefano Bencivenga 3 , Robert Sablowski 3 , Yuling Jiao 1
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-02 , DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.031 Xiuwei Cao 1 , Jin Wang 2 , Yuanyuan Xiong 1 , Haibian Yang 2 , Minglei Yang 2 , Peiyi Ye 2 , Stefano Bencivenga 3 , Robert Sablowski 3 , Yuling Jiao 1
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In plants and animals, self-renewing stem cell populations play fundamental roles in many developmental contexts. Plants differ from most animals in their retained ability to initiate new cycles of growth and development, which relies on the establishment and activity of branch meristems. In seed plants, branching is achieved by stem-cell-containing axillary meristems, which are initiated from a leaf axil meristematic cell population originally detached from the shoot apical meristem. It remains unclear how the meristematic cell fate is maintained. Here, we show that ARABIDOPSISTHALIANAHOMEOBOXGENE1 (ATH1) maintains the meristem marker gene SHOOT MERISTEMLESS (STM) expression in the leaf axil to enable meristematic cell fate maintenance. Furthermore, ATH1 protein interacts with STM protein to form a STM self-activation loop. Genetic and biochemical data suggest that ATH1 anchors STM to activate STM as well as other axillary meristem regulatory genes. This auto-regulation allows the STM locus to remain epigenetically active. Taken together, our findings provide a striking example of a self-activation loop that maintains the flexibility required for stem cell niche re-establishment during organogenesis.
中文翻译：
自激活循环维持分生细胞的分支命运。
在植物和动物中，自我更新的干细胞群在许多发育环境中发挥着重要作用。植物与大多数动物的不同之处在于它们保留了启动新的生长和发育周期的能力，这依赖于分支分生组织的建立和活动。在种子植物中，分枝是通过含有干细胞的腋生分生组织实现的，这些分生组织起源于最初与枝条顶端分生组织分离的叶腋分生组织细胞群。目前尚不清楚分生细胞的命运是如何维持的。在这里，我们展示了 ARABIDOPSISTHALIANAHOMEOBOXGENE1 (ATH1) 在叶腋中维持分生组织标记基因 SHOOT MERISTEMLESS (STM) 的表达，以维持分生组织细胞的命运。此外，ATH1 蛋白与 STM 蛋白相互作用形成 STM 自激活环。遗传和生化数据表明 ATH1 锚定 STM 以激活 STM 以及其他腋生分生组织调控基因。这种自动调节允许 STM 基因座保持表观遗传活性。综上所述，我们的研究结果提供了一个自我激活循环的显着例子，该循环在器官发生过程中保持干细胞生态位重建所需的灵活性。
更新日期：2020-04-02
中文翻译：
自激活循环维持分生细胞的分支命运。
在植物和动物中，自我更新的干细胞群在许多发育环境中发挥着重要作用。植物与大多数动物的不同之处在于它们保留了启动新的生长和发育周期的能力，这依赖于分支分生组织的建立和活动。在种子植物中，分枝是通过含有干细胞的腋生分生组织实现的，这些分生组织起源于最初与枝条顶端分生组织分离的叶腋分生组织细胞群。目前尚不清楚分生细胞的命运是如何维持的。在这里，我们展示了 ARABIDOPSISTHALIANAHOMEOBOXGENE1 (ATH1) 在叶腋中维持分生组织标记基因 SHOOT MERISTEMLESS (STM) 的表达，以维持分生组织细胞的命运。此外，ATH1 蛋白与 STM 蛋白相互作用形成 STM 自激活环。遗传和生化数据表明 ATH1 锚定 STM 以激活 STM 以及其他腋生分生组织调控基因。这种自动调节允许 STM 基因座保持表观遗传活性。综上所述，我们的研究结果提供了一个自我激活循环的显着例子，该循环在器官发生过程中保持干细胞生态位重建所需的灵活性。
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