Как «собственная пыльца» может избежать смерти: открыт новый ген

Учёные из Бирмингемского университета идентифицировали новый ген, названный Highlander, который контролирует самооплодотворение у генетически модифицированной версии модельного растения Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля).

Ключевое открытие

• В исследовании, опубликованном в Current Biology, показано, что ген Highlander регулирует самонесовместимость (self-incompatibility, SI).
• Удаление этого гена у искусственно созданной самонесовместимой линии Arabidopsis полностью отменяет SI, делая растение способным к самооплодотворению и производству семян.

Контекст и важность

• Большинство цветков — гермафродиты, что создаёт риск самоопыления и появления менее здорового потомства.
• Контроль над способностью к самооплодотворению имеет огромный потенциал для создания более сильных и устойчивых сельскохозяйственных культур.
• Например, инженерия самонесовместимости у культур могла бы помочь в производстве высокопродуктивных F1-гибридов.

О генетической системе

• Highlander кодирует белок PGAP1, который присутствует у всех высших организмов — от дрожжей до человека, а теперь обнаружен и у растений. Впервые для этого белка определена функция у растений.
• Растения с удалённым геном не имели явных дефектов развития, но самонесовместимость у них была полностью отменена.
• Работа указывает на новую, ранее неизвестную роль семейства белков GPI-AP (белков, заякоренных гликозилфосфатидилинозитолом) в процессе отторжения несовместимой пыльцы.

Перспективы и значение

• Это открытие — крупный прорыв, который не только выявляет новый механизм самонесовместимости, но и открывает новые направления исследований.
• Полученные данные позволяют предположить, что система SI могла эволюционировать из других систем, например, иммунитета к патогенам.
• Исследование прокладывает путь к изучению роли GPI-AP и вспомогательных белков, опосредующих межклеточные взаимодействия, в процессе «общения» пыльцы и пестика.