植物根系在维持植物正常生长发育中发挥重要作用。植物根系通过吸收土壤中的营养和水分来促进植物的生长。而根系的持续生长与发育是由根尖分生组织通过不断分裂分化维持。在拟南芥根的干细胞龛中，转录因子WOX5在静止中心（QC）中特异表达，并且在调节根尖干细胞分化中起着核心作用。目前已报道多个途径参与调控WOX5的转录，但是，WOX5蛋白稳定性的调控机制仍不清楚。
在早期的研究中，中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队及其合作者发现，拟南芥DA1基因编码一个有活性的肽酶，是调控种子与器官大小的关键因子。DA1可以切割多个器官大小的关键因子，从而调控器官大小。同时，DA1也可切割茎尖分生组织的关键转录因子WUS，影响其蛋白稳定性，从而调控茎尖分生组织的大小。近期，中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队进一步研究发现，拟南芥中具有肽酶活性的DA1可以切割WOX5蛋白，影响WOX5的蛋白稳定性，从而调控根尖分生组织干细胞分化的重要机制。da1-1突变体产生额外的小柱干细胞层（CSCs），而DA1的过表达植株则表现出CSCs提前分化的表型。遗传关系分析表明DA1与WOX5位于同一遗传通路调控根尖干细胞的分化。进一步研究结果显示，植物激素细胞分裂素在根中促进DA1蛋白的积累，导致WOX5蛋白降解，进而促进根尖细胞的分化。该研究首次鉴定了调控WOX5蛋白稳定性的关键因子，揭示了根尖干细胞功能调控的新机制。
相关研究结果以“The cleavage of WOX5 by the peptidase DA1 connects cytokinin signaling and root stem cell regulation”为题于2024年10月21日在线发表于Current Biology杂志(DOI:10.1016/j.cub.2024.09.052)。在读博士生崔桂彩，已出站博士后翟亦倩和已毕业的李玉博士为该论文第一作者，李云海研究员和中国科学院植物研究所郑雷英副研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和中国科学院先导专项B的资助。
图：Cytokinin-DA1-WOX5控制根尖干细胞功能的工作模型
