Учёные определили пару рецепторов, необходимых для «общения» мужских и женских частей растений

Две группы молекулярных биологов растений из Университета Массачусетса в Амхерсте и Пекинского университета (Китай) долгое время изучали, как пыльцевая трубка и пестик (мужская и женская части цветка) взаимодействуют для достижения оплодотворения. Сегодня они сообщают в раннем выпуске журнала Science, что определили пару рецепторов, необходимых для этой коммуникации, а также молекулы, модулирующие их активность.

Работа, проведённая на модельном растении Arabidopsis, углубляет фундаментальное понимание репродукции растений. Исследователи назвали два новых рецептора Buddha Paper Seal 1 и 2 (BUPS1/2). Их статья также идентифицирует несколько небольших пептидов, известных как Rapid Alkalinization Factors (RALF) 4, 19 и 34, в качестве их лигандов — молекул, модулирующих функции рецепторов.

Кроме того, авторы описывают, как BUPS1/2 и вторая пара родственных рецепторов ANXUR 1 и 2 (ANX1/2), а также RALF 4 и 19 (все они экспрессируются в пыльцевой трубке и необходимы для мужской фертильности), взаимодействуют друг с другом для выполнения своей задачи.

• Пыльцевая трубка должна оставаться неповреждённой на протяжении всего пути к яйцеклетке, но затем должна разорваться в точно определённое время и в нужном месте, чтобы высвободить спермии.
• Рецепторы и RALF4/19 необходимы для поддержания целостности пыльцевой трубки во время роста.
• RALF34, экспрессируемый женской частью, наряду с другими факторами, способствует процессу разрыва.

Эта работа продолжает многолетние исследования группы Чун-У, особенно касающиеся рецептора FERONIA, который играет важную роль в контроле женской фертильности растения.

• FERONIA находится в женской клетке-мишени и ожидает прибытия пыльцевой трубки.
• BUPS, ANXUR и RALF 4/19 в пыльцевой трубке гарантируют, что она не лопнет слишком рано.
• Разрыв трубки в нужный момент контролируется FERONIA и отчасти опосредован другим набором RALF.

Для этой работы использовалась комбинация методов обратной генетики, биохимических и биофизических подходов в рамках международной коллаборации. Исследование стало результатом сотрудничества двух независимых групп, которые, работая параллельно, пришли к общим результатам, но также получили уникальные наблюдения, что позволило объединить усилия и создать полную картину.