Белки нервной системы помогли растениям размножаться - Naked ScienceNaked Science
25.07.2017, 07:48
5 минут
Naked Science
11

Белки нервной системы помогли растениям размножаться

Группа ученых из Португалии и США обнаружила, что гены, кодирующие глутаматные рецепторы, могут обеспечивать размножение мха.

schuenemann_physcomitrella_patens_c_chantal_traeger

Глутаматные рецепторы представляют собой ионные каналы, которые обеспечивают передачу сигнала в центральной и периферической нервной системе. Эти белки широко представлены в организме животных и хорошо изучены на их примере. Однако известно, что гены, кодирующие такие молекулы (GLR), также широко распространены у некоторых растений, которые нервной системой в современном понимании не обладают. Предполагается, что GLR могут участвовать в защите от патогенов, фотосинтезе, а также размножении. Точные механизм и вклад этих генов в эволюцию растений, тем не менее, остаются неизвестны. Чтобы восполнить пробел, авторы новой работы изучили геном мха Physcomitrella patens.

 

Мох P. patens нередко используется в качестве модельного организма: несколько лет назад его геном был полностью расшифрован. Кроме того, это высшее растение обладает рядом особенностей. Так, организм относится к однодомным, что позволяет скрещивать его in vitro, и проводить эффективные генетические манипуляции. Модифицированный P. patens рассматривается в качестве растения, которое допускает культивирование на Марсе. Чтобы выяснить, какую роль GLR играют в жизни таксона, специалисты из Колледж Парка и Института Гюльбенкяна проанализировали распространенность генов PpGLR1 и PpGLR2 в разных тканях мха методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Наблюдения показали, что характерная экспрессия встречается во всех частях растения, включая сперматозоиды.

 

Наиболее выраженной экспрессия оказалась в спорофитах и гаметофитах, что подтверждает участие генов в размножении. Затем авторы последовательно нокаутировали целевые участки генома и смотрели, как это отражается на репродукции организма на молекулярном уровне. Согласно результатам, мутантные линии произвели значительно меньше спорофитов по сравнению с дикими, и они хуже созревали. Любопытно при этом, что дефект отражался только на функциональности, но не формировании репродуктивных органов: архегоний (женский орган) и антеридий (мужской) развивались аналогично здоровым образцам.

 

Также исследователи пришли к выводу, что нокаут GLR приводит к нарушению экспрессии другого гена — BELL1, участвующего в росте спор. Несмотря на специфические функции, механизм работы глутаматных рецепторов в P. patens при этом оставался прежним, — они формировали ионные каналы для обеспечения притока кальция. Авторы отмечают, что человеческие сперматозоиды тоже имеют рецепторы глутамата, но это может быть совпадением. «Было бы иронично обнаружить, что регулирование активности сперматозоидов глутаматными рецепторами — эволюционно консервативный механизм, изучая мох», — сообщил соавтор работы Хосе Фейджо (José A. Feijó).

 

Ранее стало известно, что российские ученые приступили к селекции растения, поглощающего радиоактивное излучение.

17 октября
15 минут
Александр Березин

Астрономы рассчитали, как Сатурн захватывает тела из окружающего космоса и "вычислили" сразу десятки таких экзотических спутников, сделав самое точное предсказание в истории астрономии. Попробуем разобраться, как они это сделали.

16 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Моделирование предсказывает, что магнитосфера Юпитера оберегает поверхность Европы от космических частиц, способных «выжечь» все живое на несколько метров вглубь.

Вчера, 21:27
3 минуты
Мария Азарова

Мертвый кит способен кормить других подводных обитателей на протяжении многих лет.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.