Когда сперма и яйцеклетка сливаются, начинается новая жизнь – это справедливо для человека и высших животных, но, в принципе, верно и для растений.
Команда биологов из Albert-Ludwigs-Universität Freiburg обнаружила генетический триггер в клетках мха Physcomitrella patens, который позволяет давать потомство, избежав процесса оплодотворения. Исследователи предполагают, что этот эволюционный механизм – ключ, позволяющий ответить на фундаментальные вопросы в биологии. «Так же, как человек и животные, мхи обладают яйцеклетками и подвижными сперматозоидами. Именно поэтому они особенно хорошо подходят для ответа на ключевые вопросы, касающиеся репродукции видов», – объясняют авторы работы.
После слияния сперматозоида и яйцеклетки активируется сеть генов. Это приводит к развитию эмбриона, который вырастет в новое живое существо. До сих пор было неясно, существует ли центральный генетический «выключатель» для этой активации генов. В своей последней работе команда обнаружила ген BELL1 – искомый главный регулятор формирования эмбрионов и их развития в виде Physcomitrella. После активации этого гена в клетках мха, эмбрионы развивались спонтанно и вырастали в функциональные в полной мере спорофиты. Протеин, кодируемый этим геном, принадлежит к классу так называемых факторов транскрипции – похожие гены также присутствуют в организме человека и животных, где они контролируют их ключевые процессы развития.
«С одной стороны, изучение работы этих генов поможет нам объяснить, как водоросли превратились в наземные растения и стали основой нынешних экосистем. Кроме того, наши результаты могут помочь модернизировать сельское хозяйство путем создания генетически идентичных потомков от высокопродуктивных сельскохозяйственных культур», – заключили авторы работы.