Раскрыта роль новой мембраны в пыльцевом зерне для размножения растений

Исследователи из INRAE, ENS de Lyon, CNRS и компании Limagrain охарактеризовали новую мембрану внутри пыльцевого зерна, которая окружает две спермиевые клетки. В публикации в Journal of Cell Biology от 29 июля 2021 года учёные показали, что эта мембрана играет ключевую роль в обеспечении целостности мужских репродуктивных клеток во время их путешествия к женскому цветку для образования жизнеспособного семени. Эти семена являются основным источником пищи для человечества и кормовой базой для скота. Эти фундаментальные знания могут быть полезны для выведения новых сортов растений.

В отличие от животных, цветковым растениям требуется двойное оплодотворение, при котором две мужские репродуктивные клетки отдельно и одновременно сливаются с двумя женскими. Это необходимо для формирования жизнеспособного семени. Два мужских спермия не подвижны и зависят от пыльцевого зерна, которое переносит их к материнским тканям цветка.

Ключевая мембрана и её секреты, включая белок "NOT-LIKE-DAD"

С помощью микроскопии и методов молекулярной и клеточной биологии были выявлены отличительные черты этой мембраны.

1. Первая отличительная черта — обогащение специфическим отрицательно заряженным липидом.
2. Вторая — присутствие белка NOT-LIKE-DAD, который имеет участок с положительными зарядами и липидные якоря, позволяющие ему прикрепляться исключительно к этой атипичной мембране.

Исследователи также показали, что эта мембрана, окружающая два спермия, играет ключевую роль в обеспечении успешного двойного оплодотворения, гарантируя, что две репродуктивные клетки окажутся в нужном месте в нужное время.

Универсальный механизм в царстве растений?

1. Подобные специфические мембраны с аналогичной липидной сигнатурой были обнаружены у некоторых паразитических и симбиотических грибов. Это позволяет предположить, что такой тип мембран может быть универсальным механизмом для выделения особых структур внутри растительных клеток.
2. Специфическая локализация белка NOT-LIKE-DAD на этой мембране — первый шаг к пониманию механизма, из-за которого отсутствие этого белка приводит к деградации отцовских хромосом внутри мужских репродуктивных клеток. Это явление уже используется для создания новых сортов кукурузы и может ускорить селекцию многих других видов.