Водоросли раскрывают секреты 600 миллионов лет эволюции растений

Международная группа исследователей под руководством учёных из Гёттингенского университета изучила молекулярные сети у одноклеточной водоросли Mesotaenium endlicherianum — одного из ближайших современных родственников наземных растений. Результаты опубликованы в Nature Plants.

Экстремальные условия для древнего родственника

Исследователи использовали штамм водоросли из коллекции Göttingen University (SAG), хранящийся более 25 лет. Mesotaenium endlicherianum подвергли воздействию широкого диапазона температур (от 8°C до 29°C) и интенсивности света, чтобы изучить пределы её устойчивости.

Анализ 10 миллиардов "сниппетов" РНК

Реакцию водоросли анализировали на морфологическом, физиологическом и генетическом уровнях. Была прочитана информация примерно 10 миллиардов фрагментов РНК. Сетевой анализ позволил изучить совместное поведение почти 20 000 генов одновременно.

"Хаб-гены" и эволюционные "инструментарии"

В общих паттернах экспрессии генов были выявлены "хаб-гены", играющие центральную роль в координации ответа на различные сигналы среды. Этот подход показал, как регулируется экспрессия генов у водорослей, и, в сочетании с эволюционным анализом, — насколько эти механизмы общие для наземных растений и их родственников-водорослей.

Результат: общие механизмы за 600 миллионов лет

Профессор Ян де Врис: "Наш сетевой анализ указывает на целые наборы генетических механизмов, о работе которых у этих водорослей известно не было. Эти генетические 'инструментарии' являются общими для более чем 600 миллионов лет эволюции растений и водорослей".

Аспирант Армин Дадрас объясняет аналогией: "Это как обнаружить, какие музыкальные ноты последовательно гармонируют в разных песнях. Это помогает раскрыть долгосрочные эволюционные паттерны и показывает, как определённые важные генетические 'ноты' оставались неизменными у широкого спектра видов растений".