[A history of Arabidopsis as a model plant from WUSCHEL gene perspective]

Postepy Biochem. 2022 Jan 6;68(1):15-23. doi: 10.18388/pb.2021_404. Print 2022 Mar 31.
[Article in Polish]

Abstract

Plants possess the ability of indeterminate growth and organogenesis. Uninterrupted development of aerial parts of plants strongly depends on the activity of the shoot apical meristem (SAM), where a pool of undifferentiated stem cells is kept throughout the plant life. The main function of SAM is cell proliferation and self-maintenance. Numerous genes functioning within the SAM have already been discovered, including SHOOTMERISTEMLESS, CLAVATA and WUSCHEL. The biological significance of WUSCHEL gene for specification of the stem cells fate was proven by various, performed over the years experiments. This was doable, also because the research was performed on Arabidopsis thaliana as a model organism. How was the WUSCHEL gene mechanism of action discovered, and subsequently experimentally proven? In this review, we will address these questions, pinpointing also how the use of a model organism enabled WUSCHEL gene functional characterisation.

Rośliny mają zdolność do nieograniczonego wzrostu i organogenezy. Nieprzerwany rozwój nadziemnych części roślin jest zależny od prawidłowego funkcjonowania merystemu apikalnego pędu (z ang. shoot apical meristem, SAM), w którym utrzymywana jest pula niezróżnicowanych komórek inicjalnych. Główną funkcją SAM jest namnażanie komórek i samoodtwarzanie się. Dotychczas zidentyfikowano wiele genów zaangażowanych w regulację SAM, a jako kluczowe wymienia się m.in. SHOOTMERISTEMLESS, CLAVATA i WUSCHEL. Prowadzone przez dekady badania eksperymentalne pozwoliły szczegółowo określić rolę genu WUSCHEL w utrzymaniu tożsamości komórek inicjalnych (z ang. stem cells). Niebagatelną rolę w historii tych badań odegrał wybór Arabidopsis thaliana jako rośliny modelowej. Jak odkryto, a następnie udowodniono i doprecyzowano mechanizm działania genu WUSCHEL? Na te pytania postaramy się odpowiedzieć w tej pracy, podkreślając jednocześnie, w jaki sposób wybór modelu do badań umożliwił scharakteryzowanie funkcji genu WUSCHEL.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Arabidopsis Proteins* / genetics
  • Arabidopsis Proteins* / metabolism
  • Arabidopsis* / genetics
  • Arabidopsis* / metabolism
  • Gene Expression Regulation, Plant
  • Homeodomain Proteins / genetics
  • Homeodomain Proteins / metabolism
  • Meristem / genetics
  • Plants / metabolism

Substances

  • Arabidopsis Proteins
  • Homeodomain Proteins
  • WUSCHEL protein, Arabidopsis