Геномная изменчивость соматических клеток растений. 4. Изменчивость в процессе дедифференцировки и каллусообразования in vitro

Abstract

Сделан обзор данных об особенностях геномной изменчивости при индукции процессов дедифференцировки и каллусообразования. Рассмотрены роль генотипа и состояния генома в клетках исходного экспланта, влияние факторов среды, причины, механизмы и возможные пути регуляции отой изменчивости. Показано, что индукция процессов дедифференцировки и дальнейшей пролиферации клеток предполагает перепрограммирование генома, «ювенилизацию» его состояния. Высказана гипотеза о регрессивной эволюции генома в процессе развития программы дедифференцировки. Способность к такой эволюции лежит в основе свойственного многим растениям цикла развития дифференцировка–дедифференцировки–редифференцировка. Существование такого цикла, его регулируемость как в природе, так и в эксперименте ставит под сомнение тезис о запрограммированном числе клеточных циклов, о необратимости старения, о фатуме запрограммированной клеточной смерти и апоптоза. Подчеркивается особая важность и актуальность изучения молекулярных механизмов процессов дедифференцировки и ювенилизации на примере растений. Это, по мнению автора, позволит глубже разобраться в общебиологических механизмах старения и смерти.

Зроблено огляд даних стосовно особливостей геномної мінливості при індукції процесів дедиференціації і калюсоутворення. Розглянуто роль генотипу і стану геному в клітинах вихідного експланту, вплив чинників середовища, причини, механізми та. можливі шляхи регуляції цієї мінливості. Показано, що індукція процесів дедиференціації і подальшої проліферації клітин передбачає перепрограмування геному, «ювенілізацію» його стану. Запропоновано гіпотезу щодо регресивної еволюції геному в процесі розвитку програми дедиференціації. Здатність до такої еволюції лежить в основі властивого багатьом рослинам циклу розвитку диференціація– дедиференціація– редиференціація. Існування такого циклу, його регульованість як у природі, так і в експерименті ставить під сумнів тезу про запрограмоване число клітинних циклів, про незворотність старіння, про фатум запрограмованої клітинної смерті та апоптозу. Підкреслюється особлива важливість та актуальність вивчення молекулярних механізмів процесів дедиференціації і ювенілізації на прикладі рослин. Це, на думку автора, дозволить краще розібратися в загальнобіологічних механізмах старіння і смерті.

Peculiarities of the genome, variations upon induction of the dedifferentiation and callus formation events have been reviewed. Role of the genotype and the genome state in cells of the original explant, nutrient medium stimuli, determinants, mechanisms and possible ways to control these variations have been discussed. Initiation of the dedifferentiation processes and further cell proliferation was shown to suggest the reprogramming of the genome, «juvenilization» of its state. Genome regressive evolution in the course of the development of the dedifferentiation program was hypothesized. Capacity for such evolution seems to underly the differentiation–dedifferentiation–differentiation developmental cycle peculiar to many plants. Existence of such a cycle, its potential to be control-liable both in nature and experiment appear to question the concept about the programmed number of the cell cycles, the irreversibility of ageing, tile fatality of the programmed cell death and. apoptosis. Utmost importance and actuality of the studies on molecular mechanisms of the dedifferentiation and juvenilization processes in plants has been emphasized. Author believes that this would allow better understanding of the fundamental biological mechanisms involving ageing and death.