У коренях арабідопсису виявили дві альтернативні програми розвитку клітин
У коренях арабідопсису виявили дві альтернативні програми розвитку клітин, спільні для різних тканин.
Дослідники створили високодетальний атлас клітин кінчика кореня арабідопсису — модельної рослини Arabidopsis thaliana — і виявили, що клітини більшості його тканин можуть розвиватися за двома альтернативними транскрипційними траєкторіями. Це свідчить про додатковий, раніше не описаний рівень складності клітинної ідентичності в корені рослини.
Атлас із понад 87 тисяч клітин
Як повідомляє Nature, науковці застосували одноклітинне секвенування РНК до 87 056 клітин із дев’яти зразків кореневого кінчика Arabidopsis thaliana Col-0. У наборі даних зафіксували 25 784 гени та виділили 27 транскрипційно відмінних кластерів клітин. Їхню належність до конкретних тканин перевіряли за допомогою гібридизації ланцюгової реакції в цілісних зразках кореня.
Клітини розподілили за дев’ятьма лініями розвитку, серед яких епідерма, кореневий чохлик, кора, ендодерма, провідні тканини та перицикл. Аналіз траєкторій показав, що замість однієї послідовності переходу від недиференційованого до зрілого стану в усіх типах клітин виникають дві ранні гілки розвитку.
Спільна програма експресії генів
Аналіз мереж спільної експресії генів виявив 25 модулів, до яких увійшли 6 649 генів. Два з них — модулі 20 і 21 — були характерними для першої гілки в усіх досліджених клітинних лініях, незалежно від типу тканини. Клітини цієї гілки також містили більше виявлених генів і більше молекул РНК, що вказує на вищу загальну транскрипційну активність.
Автори перевірили, чи не пояснюється поділ технічними чинниками: фазою клітинного циклу, серією експерименту, ізоляцією протопластів, пошкодженням клітин або умовами вирощування на поверхні агару. Розділення на дві гілки зберігалося за різних методів та в незалежних наборах даних одноклітинного й одноядерного секвенування РНК.
Перевірка в живих тканинах
Відмінності підтвердили в цілих коренях, вимірявши активність п’яти генів, пов’язаних із першою гілкою. У клітинах одного тканинного шару інтенсивність сигналу для цих генів різнилася до 20 разів. Для епідерми дослідники також визначили ген AT3G01720, активність якого значною мірою взаємовиключалася з маркером першої гілки AT5G56550. Це підтвердило існування двох транскрипційно різних популяцій клітин у межах одного шару тканини.
