Учёные нашли в мхах загадочный ген возрастом 170 миллионов лет
Исследователи обнаружили у мхов слияние двух генов, которое проливает свет на то, как клетки строят свои внешние стенки. Это же открытие ставит вопрос о единственном в своём роде гене, который кодирует два различных белка, участвующих в двух разных функциях.
Исследовательская группа идентифицировала новый ген For1F, изучая экзоцитоз — процесс, при котором клетки выделяют за пределы своих мембран пакеты белков и углеводов для поддержки внеклеточных процессов, таких как построение клеточных стенок.
Обнаруженный ген объединяет белок Sec10, регулирующий экзоцитоз, с формином — белком, который регулирует перестройку актинового цитоскелета, критически важного для формирования клеточных форм.
Новое исследование также показывает, что слияние генов произошло на раннем этапе эволюции мхов и сохранялось более 170 миллионов лет.
«Мы были удивлены, обнаружив этот слитый ген в геноме мха. Наше исследование подтверждает, что анализ верен. Теперь интересно изучить преимущество такой связи белков», — сказала Магдалена Бесанилья, профессор биологии Дартмутского колледжа.
Обнаружив For1F, команда Бесанильи решила выяснить, насколько уникально это конкретное соединение. Обратившись к базе данных проекта 1000 Genomes Project, исследователи обнаружили, что слитый ген присутствует у многих разнообразных видов мхов, но не у других растений.
Во всех других растительных и животных клетках Sec10 и формин расположены независимо. Но по какой-то причине гены слиты у мхов. Эта уникальная комбинация демонстрирует, что существует связь между экзоцитозом и перестройкой внутреннего скелета клетки, но характер этой связи остаётся неясным.
Исследование осложняет тот факт, что команда также выяснила: генам не обязательно быть соединёнными, чтобы выполнять свою работу.
Согласно статье: «Хотя слияние и не является обязательным, оно могло давать селективные преимущества и предоставляет уникальную возможность исследовать регуляцию экзоцитоза актином».
«Мы знаем, что это слияние произошло на раннем этапе эволюции мхов и сохранялось миллионы лет. Все указывает на то, что в таком расположении должна быть какая-то ценность, но почему они слиты именно у мхов — загадка», — сказала Бесанилья.
Исследование Бесанильи сосредоточено на том, как отдельные клетки мха и их соседи взаимодействуют для построения клеточных стенок в течение долгого времени. Для этого команда изучает молекулы, которые управляют этим процессом.
«Мох — идеальное растение для изучения. Это отличная система с клетками, которые можно наблюдать под микроскопом, и с геномом, которым мы можем манипулировать», — сказала Бесанилья.
Исследование опубликовано в Journal of Cell Biology.