Степень бесполого размножения печёночников контролируется гормоном
Исследование показало, что гормон KAI2-лиганд (KL) отвечает за запуск и остановку образования гемм — генетически идентичных растеньиц — у печёночника Marchantia polymorpha в зависимости от условий среды.
Учёные из Университета Тохоку с помощью экспериментов с нокаутом генов установили, что сигнальный путь, зависимый от MpKARRIKIN INSENSITIVE2 (MpKAI2), инициирует формирование чашечки геммы и самих гемм. Связывание гормона KL запускает этот путь, определяя общее количество гемм в чашечке. Отключение KAI2-зависимой сигнализации останавливает производство гемм через накопление белка-супрессора MpSMXL.
"Мы обнаружили, что растительный гормон KAI2-лиганд, KL, является гормоном инициации гемм, а эффективность вегетативного размножения регулируется путём модуляции передачи сигналов KL в соответствии с условиями окружающей среды", — заявила профессор Дзюнко Кёдзука.
Интересно, что сам гормон KL ещё не идентифицирован, но его существование предполагается по способности активировать путь KAI2.
Ключевые механизмы:
- Формирование гемм начинается, когда KL-сигнализация разрушает белок-супрессор MpSMXL.
- После производства нужного числа гемм сигнализация отключается, MpSMXL снова накапливается, и формирование прекращается.
- Инициация гемм в чашечке идёт от центра к периферии.
Неразрешённые вопросы:
- Идентичность гормона KL остаётся неизвестной.
- Факторы среды, регулирующие KL и сигнализацию KAI2, не выявлены (депривация K, N или P не повлияла на формирование гемм у дикого типа).
- Механизм остановки формирования гемм неясен. Удаление гемм из активно формирующих чашечек не повлияло ни на срок прекращения инициации (~10 дней), ни на итоговое число гемм. Это указывает, что решающую роль может играть время, а не количество гемм, но роль последнего полностью не исключена.
Результаты исследования опубликованы 1 марта 2023 года в журнале Current Biology.