Молекулярные механизмы холодоустойчивости пустынного мха раскрыты

Исследование под руководством профессора Чжан Даоюаня из Синьцзянского института экологии и географии Китайской академии наук раскрыло ключевые молекулярные основы холодоустойчивости мха Syntrichia caninervis. Этот пустынный мох может сыграть важную роль в колонизации и терраформировании Марса.

Мох известен своей выдающейся устойчивостью к высыханию, отрицательным температурам и гамма-излучению и уже продемонстрировал способность выживать в условиях, имитирующих марсианские.

Исследование, опубликованное в Journal of Plant, Cell & Environment, проливает свет на молекулярный ответ мха на холодовой стресс — область, ранее малоизученную. Проведя РНК-секвенирование гидратированных образцов Syntrichia caninervis, подвергнутых воздействию температур 4°C и -4°C, ученые изучили экспрессию генов мха в различные моменты времени (0, 1, 8 и 24 часа).

Было обнаружено, что ключевую роль в способности мха переносить холодовой стресс играют такие механизмы, как метаболизм сахаров и энергии, липидный обмен и антиоксидантная защита. Интересно, что большинство генов, связанных с фотосинтезом, были повышены в ответ на холодовые воздействия, что позволяет предположить, что мох может адаптировать свои метаболические процессы для повышения выживаемости при низких температурах.

Анализ транскрипционных факторов выявил важную роль генов A-5 DREB, особенно ScDREBA5, экспрессия которого возросла примерно в 1000 раз. Этот ген оказался критически важным для реакции мха на замораживание. Более того, сверхэкспрессия ScDREBA5 значительно повысила устойчивость мха к замораживанию, открывая путь к потенциальному применению для улучшения холодостойкости сельскохозяйственных культур.

Это исследование не только углубляет научное понимание механизмов холодоустойчивости Syntrichia caninervis, но и дает ценные данные для выведения более выносливых культур, способных выживать в экстремальных условиях.