Доминик Бергманн (Стэнфордский университет / Институт HHMI) 1: Ключевые вопросы развития растений

http://www.ibiology.org/ibioseminars/...

Обзор доклада:
В то время как млекопитающие защищены материнской утробой в период своего наиболее критического развития, растения подвергаются воздействию окружающей среды на протяжении большей части своего развития. Чтобы выжить, растения выработали такие стратегии, как способность к образованию новых тканей и регенерации тканей, утраченных хищниками. Новые листья, стебли и цветы образуются из апикальной меристемы побега, а корни — из апикальной меристемы корня. Меристемы являются источником плюрипотентных стволовых клеток, необходимых для роста всех растений. Бергманн объясняет, что, поскольку растения могут жить очень долго и постоянно регенерируют, они представляют собой отличную систему для углубления наших знаний о стволовых клетках.
Во второй части Бергманн рассматривает стволовые клетки, из которых формируется эпидермис растения. Эти стволовые клетки дают начало двум различным группам клеток. Клетки-мостики образуют непроницаемый слой, который «защищает» растение от воды. Устьица – это небольшие поры на поверхности растения, образованные двумя клетками, которые действуют как клапан, регулирующий поглощение CO2 и выделение кислорода и воды. Лаборатория Бергманн использовала конфокальную микроскопию, чтобы проследить стволовые клетки от их «зарождения», через серию асимметричных делений до их последующей дифференциации в клетки-мостики или устьица. Одновременно они измеряли активность или неактивность всех генов растения на разных стадиях развития. Используя иммунопреципитацию хроматина, им удалось идентифицировать ключевые гены, участвующие в определении и поддержании решений о судьбе клеток. Интересно, что схожие гены и механизмы могут влиять на решения о судьбе клеток у животных.
В своем последнем докладе Бергманн обсуждает влияние физиологии растений на климат Земли и влияние климата на физиологию растений. Поскольку устьица регулируют поглощение CO2 и выделение кислорода и H2O, их функция влияет на глобальное изменение климата. Количество устьиц у растения увеличивается и уменьшается в зависимости от многих факторов, включая концентрацию CO2, свет и температуру. Устьица могут открываться и закрываться в ответ на одни и те же сигналы. Бергманн и её коллеги изучали растения с разным количеством устьиц, выращенные в контролируемом климате, чтобы лучше понять поведение устьиц в ответ на изменения климата. Знание этих особенностей может способствовать повышению точности глобальных климатических моделей.

Статьи по теме (открываются на отдельной странице по ссылке «Ресурсы» под окном видео):
Matos JL, Lau OS, Hachez C, Cruz-Ramírez A, Scheres B, Bergmann DC (2014) Необратимая детерминация судьбы в устьичной линии Arabidopsis требует модуля FAMA и RETINOBLASTOMA-RELATED. Elife. 2014 10 октября;3. PMID: 25303364
Lau OS, Davies KA, Chang J, Adrian J, Rowe MH, Ballenger CE, Bergmann DC (2014) Прямая роль SPEECHLESS в спецификации самообновляющихся клеток устьиц. Science 2014 Sept; PMID: 25190717
Dong J, Macalister CA, Bergmann DC (2009) BASL контролирует асимметричное деление клеток Arabidopsis. Cell. 2009 Jun 26;137(7):1320-30. PMID: 19523675
Ключевые обзоры:
Dow GJ, Bergmann DC (2014) Паттернирование и процессы: как развитие устьиц определяет физиологический потенциал. Curr Opin Plant Biol. 2014 Jul 21;21C:67-74. PMID: 25058395
Matos JL, Bergmann DC (2014) Конвергенция поведения стволовых клеток и генетической регуляции у животных и растений: данные, полученные на примере устьичной линии Arabidopsis thaliana. F1000Prime Rep. 2014, 8 июля; 6:53. PMID: 25184043
Lau OS, Bergmann DC (2012) Развитие устьиц: взгляд растений на клеточную полярность, переходы клеточных судеб и межклеточную коммуникацию. Development 139(20):3683-92. PMID: 22991435
Vatén A, Bergmann DC (2012) Механизмы развития устьиц: эволюционный взгляд. Evodevo 3(1):11. PMID: 22691547

Биография докладчика:
Доминик Бергманн получила степень бакалавра в области молекулярной и клеточной биологии в Калифорнийском университете в Беркли. Бергманн изучала развитие C. elegans в аспирантуре Колорадского университета в Боулдере, но, будучи постдоком в Институте Карнеги на кафедре биологии растений, переключилась на развитие Arabidopsis. Переехав в соседний с Карнеги Стэнфордский университет, в 2005 году Бергманн основала собственную лабораторию и продолжает изучать Arabidopsis. В настоящее время её исследования сосредоточены на специализированных структурах, называемых устьицами, и роли асимметричного деления клеток и межклеточного взаимодействия в их формировании.
В настоящее время Бергманн является доцентом Стэнфордского университета, а также исследователем Медицинского института Говарда Хьюза и Фонда Гордона и Бетти Мур. Она также является сотрудником Стэнфордского института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины и Института Карнеги на кафедре биологии растений.