Материнские гены полностью отключают отцовские в эмбрионах печёночного мха

У печёночного мха Marchantia polymorpha материнское растение имеет полный контроль над развитием эмбриона, полностью инактивируя отцовские гены. К такому выводу пришли исследователи из лаборатории Бергера в Институте молекулярной биологии растений Грегора Менделя (GMI), опубликовав исследование в eLife.

В отличие от людей и многих других диплоидных видов, у которых оба набора хромосом (материнский и отцовский) влияют на развитие, печёночники большую часть жизненного цикла проводят в гаплоидной фазе. Короткая диплоидная фаза наступает только при слиянии генетического материала зародышевых клеток, когда эмбрион развивается в материнской ткани.

Исследователи обнаружили, что у Marchantia происходит полная инактивация отцовских хромосом в эмбрионе ещё до слияния родительских геномов. «Таким образом, Marchantia сохраняет функциональную гаплоидность даже на короткой стадии, когда становится диплоидной», — говорит первый автор Шон Монтгомери.

Молекулярная метка, нанесённая на все отцовские хромосомы, сохраняется на протяжении всего развития эмбриона. Следовательно, развитие эмбриона зависит исключительно от экспрессии материнских генов. Нарушение этого процесса приводит к экспрессии отцовских генов и гибели эмбриона.

Механизм сайленсинга опосредован Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2), но ранее он не связывался с заглушением целых хромосом.

Поскольку предки печёночников значительно древнее предков млекопитающих или цветковых растений, открытие предполагает, что механизмы геномного импринтинга эволюционировали гораздо раньше, чем считалось. Учёные полагают, что это явление развивалось независимо у разных форм жизни и многие подобные механизмы ещё предстоит открыть.