Начало конца для традиционной селекции растений?
В отличие от людей, которые не являются клонами своих родителей, некоторые виды размножаются иначе. Клональное размножение, при котором получается точная генетическая копия родителя, было бы крайне полезно в сельском хозяйстве для воспроизведения лучших экземпляров культур. Новое исследование, опубликованное в PLoS Biology, приблизило такую возможность.
От мейоза к митозу
Половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды) образуются в процессе мейоза, который отличается от обычного деления клеток (митоза). Мейоз производит четыре клетки с половинным набором ДНК, что обеспечивает генетическое разнообразие. Международная группа учёных из Франции и Австрии под руководством Рафаэля Мерсье экспериментально объединила в растении Arabidopsis thaliana три специфические мутации, которые превращают мейотическое деление в митотическое.
Как это работает?
- В митозе после репликации ДНК хромосомы выстраиваются и делятся, образуя две генетически идентичные клетки.
- Мейоз включает два деления и процесс рекомбинации (обмен участками хромосом), что увеличивает разнообразие потомства.
Исследователи создали линию растений MiMe ("митоз вместо мейоза"), комбинируя мутации:
- Отменяющую рекомбинацию.
- Модифицирующую расхождение хромосом.
- Контролирующую вход во второе мейотическое деление (новое открытие).
В результате растения MiMe производят пыльцу и яйцеклетки, генетически идентичные родительской клетке. При самоопылении такое растение даёт потомство с удвоенным набором ДНК, полностью унаследованным от одного родителя.
Значение и перспективы
Хотя превращение мейоза в митоз — ещё не полное клональное размножение, это огромный шаг вперёд. Технология открывает путь к созданию стабильных новых сортов сельскохозяйственных культур (например, с улучшенной урожайностью или цветом) и их простому размножению без генетической "лотереи", которую вносит обычное половое размножение. Это может революционизировать селекцию и разведение таких культур, как картофель, кукуруза или рис.
Цитирование: d'Erfurth I, Jolivet S, Froger N, et al. (2009) Turning Meiosis into Mitosis. PLoS Biol 7(6): e1000124. doi:10.1371/journal.pbio.1000124