GRAS転写因子は、デフォルトのルールを無効にするコケの細胞分裂面を調節します

植物細胞は細胞壁に囲まれており、移動しません。これにより、細胞分裂方向の調節が発達に不可欠です。細胞分裂方向を制御する調節メカニズムは、陸上植物における身体組織の進化に貢献した可能性があります。転写因子のGRASファミリーは、土壌細菌から陸上植物の藻類共通の祖先に水平に移動しました。このファミリーのShortroot（SHR）およびかかし（SCR）遺伝子は、顕花植物の根の形成性周囲細胞分裂を調節しますが、非流動植物とその進化におけるそれらの役割は、組織に関連して研究されていません。ここでは、SHR細胞が自律的に形成性周状細胞分裂を苔物理患者の葉の葉の形成に不可欠な形成周囲細胞分裂を阻害し、SHRの発現はそれぞれSCRおよびGRASメンバーの横方向抑制因子によって正確かつ負の調節されていることを示します。SHRを欠く葉静脈の前駆細胞は、通常、分裂面に沿って最小表面積に分割するという形状ルールに従いますが、SHRはこの規則を無効にし、細胞に非精巣的に分割するように強制します。一緒に、これらの結果は、これらの細菌由来GRAS転写因子が、陸上植物の共通の祖先の細胞分裂方向を調節する遺伝的調節ネットワークの確立に関与し、後に特定の身体組織のために開花植物と苔系統で機能するように適応したことを意味します。。

Plant cells are surrounded by a cell wall and do not migrate, which makes the regulation of cell division orientation crucial for development. Regulatory mechanisms controlling cell division orientation may have contributed to the evolution of body organization in land plants. The GRAS family of transcription factors was transferred horizontally from soil bacteria to an algal common ancestor of land plants. SHORTROOT (SHR) and SCARECROW (SCR) genes in this family regulate formative periclinal cell divisions in the roots of flowering plants, but their roles in nonflowering plants and their evolution have not been studied in relation to body organization. Here, we show that SHR cell autonomously inhibits formative periclinal cell divisions indispensable for leaf vein formation in the moss Physcomitrium patens, and SHR expression is positively and negatively regulated by SCR and the GRAS member LATERAL SUPPRESSOR, respectively. While precursor cells of a leaf vein lacking SHR usually follow the geometry rule of dividing along the division plane with the minimum surface area, SHR overrides this rule and forces cells to divide nonpericlinally. Together, these results imply that these bacterially derived GRAS transcription factors were involved in the establishment of the genetic regulatory networks modulating cell division orientation in the common ancestor of land plants and were later adapted to function in flowering plant and moss lineages for their specific body organizations.