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Le secret réside dans le nombre de cellules souches présentes dans la culture de la pointe de la plante., appelé méristème.
Une équipe de scientifiques du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) a identifié un ensemble de gènes qui contrôlent la production de cellules souches chez la tomate. Des mutations dans ces gènes expliquent l’origine des tomates Beefsteak mammouth.
Plus important encore, est que la recherche suggère comment les producteurs peuvent ajuster la taille des fruits de toute culture fruitière. La recherche apparaît dans Nature Genetics.
Le professeur agrégé Zachary Lippman et ses collègues montrent le secret de la tomate, et cela a à voir avec le nombre de cellules souches dans la culture à l'extrémité de la plante, appelé le méristème.
En particulier, L’équipe a retracé la prolifération anormale des cellules souches à une mutation naturelle apparue il y a des centaines d’années dans un gène appelé CLAVATA3.. La sélection de ce mutant rare par les sélectionneurs de plantes est la raison pour laquelle nous avons les tomates Beefsteak d'aujourd'hui..
dans les plantes, comme des animaux, Les cellules souches donnent naissance à la diversité des types de cellules spécialisées qui composent tous les tissus et organes.. Mais trop de cellules souches peuvent poser problème.
chez les gens, trop de cellules souches peuvent conduire au cancer. De la même manière, Quand la production de cellules souches est contrôlée chez les plantes, la croissance devient déséquilibrée et irrégulière, survie mortelle.
L'équilibre précis de la production de cellules souches dans les plantes est contrôlé par des gènes qui ont des activités opposées.. Spécifiquement, un gène connu sous le nom de Wuschel favorise la formation de cellules souches, tandis que les gènes clavata inhibent la production de cellules souches.
Il n'est pas surprenant que lorsque les gènes clavata subissent une mutation, la plante produit trop de cellules souches dans le méristème. Cependant, dans les expériences récemment déclarées, L'équipe de Lippman n'avait jamais étudié auparavant des plants de tomates mutants contenant des gènes défectueux codant pour des enzymes qui ajoutent des molécules de sucre aux protéines..
En quoi cette découverte était-elle pertinente pour les cellules souches végétales ?? Les expériences de Lippman ont révélé que les enzymes, appelées arabinosyltransférases (ATS), ajouter des molécules de sucre appelées arabinoses à CLAVATA3, une des touches clavata.
La découverte importante de l'équipe est que la modification du nombre de sucres attachés à CLAVATA3 peut modifier le nombre de cellules souches. Trois sucres, c'est normal, et produit une croissance normale. Mais lorsqu'il manque un ou plusieurs sucres dans la clé CLAVATA3, la clé ne rentre plus correctement dans la serrure.
Ensuite, le gène Wuschel envoie son signal pour fabriquer de nouvelles cellules souches. Il y a une croissance anormale; le fruit de la plante devient extrêmement gros.
Examen de la variété de la tomate Beefsteak originale, Lippman et son collaborateur de l'Ohio State University, encontraron que el secreto del beefsteak se hace en el meristemo.
La investigación muestra que hay un continuo de posibilidades de crecimiento en la planta de tomate y, en otras plantas, la clavata está altamente conservada en la evolución y existe en todas las plantas.
Mediante el ajuste de la cantidad de azúcares en las teclas clavata, y a través de otras mutaciones que afectan a componentes de la vía, Lippman y sus colegas muestran que es posible poner a punto el crecimiento de maneras que podrían permitir a los criadores personalizar el tamaño del fruto.