Общий механизм стрессового ответа у водорослей и растений сохранялся 600 миллионов лет

Успех наземных растений, произошедших от водорослей, удивителен, учитывая сложные условия среды обитания на суше. Исследовательская группа под руководством Гёттингенского университета сравнила водоросли и растения, разделённые 600 миллионами лет независимой эволюции, и выявила у них общую сеть стрессового ответа. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Ключевые родственники и метод

Ближайшие родственники наземных растений среди водорослей — нитчатые и одноклеточные конъюгирующие водоросли, зигнематофиты. Чтобы понять, как ранние растения преодолели стрессоры суши, команда:

• Создала сотни образцов из модельной системы мха и двух зигнематофитных водорослей, подвергнутых воздействию наземных стрессоров.
• Использовала высокопроизводительное секвенирование активных генов и профилирование соединений, производимых мхом и водорослями в условиях стресса.
• Применила эволюционный анализ, статистическое моделирование и методы машинного обучения для прогнозирования сети регуляции генов.

Результаты и значение

• Была предсказана общая сеть регуляции генов у этих эволюционно далёких организмов.
• В сети обнаружены несколько высокосвязанных генов — «хабов», которые, по-видимому, объединяют информацию и формируют общий сетевой ответ.
• «Одним из больших сюрпризов было то, что мы нашли несколько таких "хабов" в сети, общей для этих очень разных организмов, фактически разделившихся около 600 миллионов лет назад», — пояснил профессор Ян де Врис.

Полученный комплексный набор данных о стрессовых реакциях, сочетающий генетическую и биохимическую информацию, открывает возможности для дальнейшего изучения его физиологического воздействия на всё разнообразие растений.