2023 Avtor: Sophia Otis | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-05-21 01:53
Na novo identificirani "geni za parjenje" v rastlini gorčice (Arabidopsis thaliana) lahko zagotovijo močno orodje za razumevanje interakcij, ki spodbujajo samoprepoznavanje in razvoj novih vrst. Ti paritveni geni kodirajo vse glavne beljakovinske komponente cvetnega prahu Arabidopsis.
Te geni, katerih beljakovinski produkti posredujejo pri parjenju s prepoznavanjem specifičnih vrst vrst in sprožitvijo opraševanja, je skupina raziskovalcev z Univerze v Chicagu ugotovila, da prebivajo predvsem v dveh kromosomskih skupinah.
"Zdaj imamo seznam sestavin, s katerimi lahko delamo. Identifikacija tega celotnega niza beljakovin cvetnega prahu nam omogoča, da začnemo iskati en protein naenkrat in poiskati vlogo vsakega pri samoidentifikacije," je dejal Jacob A. Mayfield, dr., glavni avtor prispevka. "O pozitivnih interakcijah, ki omogočajo parjenje, ni veliko znanega. Večina tega, kar zdaj vemo, je negativnih, kar preprečuje opraševanje."
Da bi razumeli razvoj teh paritvenih grozdov, so raziskovalci preučili primerljive genske skupine v različnih ekotipih Arabidopsis. Ekotipi so populacije rastlin znotraj vrste, ki so se prilagodile različnim rastnim razmeram. Tako kot rase so tudi ekotipi iste vrste, vendar imajo značilne podskupine značilnosti.
"Gene, ki so vključeni v sisteme samoprepoznavanja, kot je imunost rastlin ali živali, pogosto najdemo v skupinah," je povedala Daphne Preuss, dr. Howard Hughes medicinski preiskovalec."Ta razporeditev je vidna v beljakovinah, ki se najhitreje spreminjajo. Združevanje teh genov omogoča rastlini ali živali, da ustvari raznolikost z podvajanjem in prerazporeditvijo genov."
"Grošči ekotipov so pokazali velike razlike, vendar so bili vsi geni v skupini delujoči geni," je povedala Aretha Fiebig, podiplomska študentka biokemije in molekularne biologije na Univerzi v Chicagu in soavtorica prispevka. "Geni s škodljivimi mutacijami, ki uničijo funkcijo, so pogosti v hitro razvijajočih se grozdih. Dejstvo, da so bili vsi geni cvetnega prahu funkcionalni, pomeni, da vsi ti proteini delujejo skupaj in so bistveni za uspešno parjenje."
Ko je ekipa pogledala primerljivo gručo v tesno sorodni vrsti, Brassica oleracea, je ugotovila izjemno hitro stopnjo razhajanja. Grozde je bilo mogoče zlahka prepoznati, saj so imeli ustrezni geni enako strukturo in značilnosti, stranski geni pa so imeli 75-odstotno identiteto. Toda podobnost se je končala.
"Gene za parjenje je bilo skoraj nemogoče uskladiti," je dejal Preuss. "Te vrste loči le približno 12 milijonov let. So tako tesno sorodne kot ljudje in šimpanzi. Hitro razhajanje teh paritvenih genov prek meja seva in vrste je zelo pomembno za evolucijo."
"Z močjo genetike Arabidopsis, vključno z našo sposobnostjo ustvarjanja mutantov, naborom dobro raziskanih sevov in tesno sorodnih vrst ter zdaj s celotnim naborom proteinov cvetnega prahu, upamo, da bomo bistveno izboljšali naše razumevanje nadzora prepoznavanja partnerja," je dejal Preuss.
Sarah E. Johnstone, študentka dodiplomskega študija, ki jo financira Medicinski inštitut Howard Hughes, je zaključila del te študije kot del svoje diplome iz biologije.
To delo je podprla preddoktorska štipendija Nacionalne znanstvene fundacije, štipendija Medicinskega inštituta Howarda Hughesa za dodiplomsko izobraževanje in štipendija Nacionalne znanstvene fundacije.
