Ген развития корней, который старше самих корней

Ген RLF, регулирующий развитие корней у сосудистых растений, также участвует в развитии органов у печёночников — настолько древних наземных растений, что у них даже нет настоящих корней. Открытие учёных из Университета Кобе, опубликованное в New Phytologist, подчёркивает фундаментальный эволюционный принцип кооптации: сначала возникает механизм, а затем он адаптируется для новой функции.

Исследовательская группа ранее обнаружила, что ген RLF необходим для развития боковых корней у модельного растения Arabidopsis thaliana. Учёные решили выяснить, выполняет ли аналогичный ген схожие функции у других растений, выбрав простейшую модель — печёночник Marchantia polymorpha.

Ключевые результаты:

• У печёночников, лишённых гена RLF, наблюдаются серьёзные деформации различных органов, что доказывает роль гена в развитии органов даже у этих примитивных наземных растений.
• Гены Arabidopsis и Marchantia polymorpha оказались функционально взаимозаменяемыми: каждый из них мог выполнять свою функцию в организме другого растения.
• Белок RLF относится к группе гем-связывающих белков. Исследование впервые показало, что этот белок действительно связывает молекулу гема (участвующую в переносе энергии в клетке) как у печёночника, так и у Arabidopsis.

Эволюционный вывод: RLF играл важную роль в развитии органов ещё на заре эволюции наземных растений. Это пример того, как эволюция часто кооптирует существующие механизмы для новых функций. Развитие настоящих корней произошло позже, после того как от общего предка отделились линии печёночников и мхов.