不同于高等動物，高等植物細胞命運可塑性高，分化的植物體細胞可獲得全能性（totipotency），再生出完整可育植株。植物單細胞再生在農(nóng)業(yè)、園藝上應(yīng)用廣泛，是遺傳轉(zhuǎn)化的常用途徑。雖然較多種類的植物均實現(xiàn)了單個分化體細胞的再生，獲得了完整植株，而關(guān)于植物單細胞再生機制目前仍知之甚少。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所焦雨鈴研究組與中國科學(xué)院大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院汪穎研究組合作，發(fā)現(xiàn)WUS與DRN是兩個擬南芥葉肉細胞再生所必需的轉(zhuǎn)錄因子，并能促進再生。結(jié)合活體成像結(jié)果、單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和單細胞核轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，伴隨著細胞壁消化的原生質(zhì)體化過程在全基因組水平增加基因的隨機表達。研究還發(fā)現(xiàn)，原生質(zhì)體化后染色質(zhì)開放程度增加，與基因隨機表達增加相關(guān)。人為增加染色質(zhì)開放程度可以提升原生質(zhì)體再生效率。

在此基礎(chǔ)上，該研究提出了單細胞再生的“轉(zhuǎn)錄組選擇”模型：原生質(zhì)體化后的基因隨機表達在單細胞水平創(chuàng)造了演化的基礎(chǔ)，培養(yǎng)條件選擇出能夠再生的基因表達組合。這一研究為植物單細胞再生機制提供了新思路。該機制可能在哺乳動物多能干細胞的誘導(dǎo)中發(fā)揮作用，并為動物體細胞再生研究提供借鑒。

8月11日，相關(guān)研究成果發(fā)表在Science Advances（DOI：10.1126/sciadv.abg8466）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的資助。（生物谷 bioon）

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