Когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, начинается новая жизнь. Таким образом происходит размножение у животных, а также в растениях. Команда биологов из университета Фрайбурга обнаружила в геноме мха Фискомитреллы (Physcomitrella patens) механизм репродукции  без оплодотворения.  Исследователи предполагают, что этот механизм сохраняется в эволюции и открывает завесу на многие фундаментальные вопросы биологии.

   " Фискомитрелла - однолетний бледно-зеленый напочвенный мох со стеблями от двух до семи миллиметров высотой. Растет отдельными побегами или образует небольшие группы. Распространен во многих регионах, в том числе и в России. По сложности устройства мох относится к цветковым растениям примерно так же, как муха-дрозофила - традиционный объект генетических исследований - к человеку. Тем не менее, в его геноме оказалось около 36 тысяч генов (у человека, по оценкам, 20-25 тысяч) и 500 миллионов нуклеотидов (у человека - около трех миллиардов).

Мхи был одними из первых растений, колонизировавших сушу около 450 миллионов лет назад. Многие гены фискомитреллы отвечают за возможность жить на суше: восстанавливаться после иссушения, переживать длительный недостаток воды, залечивать повреждение, причиненные солнечным светом. Около 20 процентов генов оказались совершенно новыми для исследователей.

Кроме того, мох - удобный объект для генетических экспериментов, особенно для исследования клеточных стенок. Гены мха сравнительно легко модифицировать, типов клеток у него немного, а жизненный цикл проходятся быстро. Возможно, исключительная приспособляемость мха пригодится при создании генно-модифицированных пищевых культур с повышенной устойчивостью."

Немецко-израильская команда во главе с биологами профессор Ральф Рески из Фрайбурга и профессор Охад НИР из Тель-Авива обнаружила ген триггер в мхе Фискомитреллы (Physcomitrella patens), позволяющий включить механизм размножения без оплодотворения.

"Так же, как люди и животные, мхи обладают яйцеклетками и подвижными сперматозоидами. Именно поэтому они особенно хорошо подходят для ответа на фундаментальные вопросы биологии," - говорит профессор  Риски. После слияния сперматозоида и яйцеклетки, сеть генов активируется. Что приводит к развитию эмбриона, который в свою очередь превращается в новое живое существо. До сих пор неясно, существует ли центральный генетический переключатель для активации этого гена. В последней публикации команда описывает ген BELL1 как мастер-регулятор для формирования эмбрионов и их развития в мхе Physcomitrella. Исследователи активировали этот ген в растении с помощью генной инженерии, эмбрион развивался стихийно.. Эти эмбрионы выросли в полноценные мхи со спорофитами. Таким образом, группа определила BELL1 в качестве мастер-регулятора для развития эмбриона во мхах. 

 В белке, кодируемом этим геном, относится к классу так называемых homeobox транскрипционных факторов. Похожие homeotic генов присутствуют также в организме человека и животных, где они также контролируют центральный процесс развития. Является ли подобный ген BELL1 основным регулятором развития эмбриона в организме человека, пока не известно. "Наши результаты имеют важное значение, не только для растений,"-  говорит профессор. "С одной стороны, они могут объяснить, как водоросли превратились в наземные растения и таким образом сформировали нашу текущею экосистему. Во-вторых, они могут помочь возродить концепцию генетического мастер-регуляторов в развитии растений, животных и человека." Охад объясняет: "более того, наши результаты могут помочь в модернизации сельского хозяйства через создание генетически идентичного потомства от высокопродуктивных сельскохозяйственных растений."

Источник: sciencedaily.com