Generation of spatial patterns through cell polarity switching.
Generation of spatial patterns through cell polarity switching.
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DOI：
10.1126/science.1202185
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发表时间：
2011-09-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Coen E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Robinson S;Barbier de Reuille P;Chan J;Bergmann D;Prusinkiewicz P;Coen E
在增殖组织中产生动态空间模式的机制知之甚少，主要是因为在解开细胞规格、极性、不对称分裂、重排和生长之间的相互作用方面存在困难。在这里，我们解决了植物中气孔间距的这个问题，它提供了细胞不重新排列的简化优势。通过长期跟踪谱系和基因活动，我们表明，气孔前体细胞有限的干细胞行为取决于单子代细胞中无言语(SPCH)转录因子的维持。模型显示了这一特性如何通过有丝分裂后的极性转换机制导致观察到的刻板印象气孔谱系。该模型预测了极性行列式BASL在多个分区上的位置，我们在实验中进行了验证。我们的结果突出了干细胞与其邻近细胞在发育模式形成过程中的动态双向相互作用。
The mechanisms that generate dynamic spatial patterns within proliferating tissues are poorly understood, largely because of difficulties in unravelling interactions between cell specification, polarity, asymmetric division, rearrangements and growth. Here we address this problem for stomatal spacing in plants, which offer the simplifying advantage that cells do not rearrange. By tracking lineages and gene activities over extended periods, we show that limited stem cell behavior of stomatal precursors depends on maintenance of the SPEECHLESS (SPCH) transcription factor in single daughter cells. Modelling shows how this property can lead to observed stereotypical stomata lineages through a post-mitotic polarity switching mechanism. The model predicts the location of a polarity determinant BASL over multiple divisions, which we validate experimentally. Our results highlight the dynamic two-way interactions between stem cells and their neighborhood during developmental patterning.
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