Что общего у человека с кукурузой?
В Великобритании открыли новый ген продуктивности кукурузы, регулирующий перемещение питательных веществ из материнского растения в созревающие семена. Ученые из Оксфордского Университета и Университета Уорика в сотрудничестве с сельскохозяйственной биотехнологической исследовательской компанией Biogemma-Limagrain смогли идентифицировать ген, который они назвали Meg 1 - Мaternally expressed gene, что означает "экспрессирующийся в материнском растении". (Экспрессия гена - перенос генетической информации от ДНК через РНК к полипептидам и белкам). На прошлой неделе они сообщили о своем открытии на страницах журнала Current Biology.
В отличие от большинства генов, которые экспрессируются как в материнских, так и в отцовских хромосомах, Meg1 активен только в наследственном материале, полученном по материнской линии. Эта необычная форма партеногенетической экспрессии генов, которая получила название "импринтинг", встречается и у людей. Смысл явления заключается в том, что в организме матери, вынашивающей ребенка, активируются гены, которые она получила в наследство от своей матери (но не от отца). Эти гены регулируют развитие плаценты и контролируют снабжение плода материнскими питательными веществами.
Коллектив ученых, возглавляемый доктором Хосе Гутьеррес-Маркосом из Университета Уорика и доктором Лилианой Коста и профессором Хью Дикинсоном из Оксфордского Университета, этим открытием подтвердил, что и у растений существует система генетической регуляции поступления питательных веществ в развивающееся семя. Причем в ее основе лежат те же принципы, что и у млекопитающих!
На данный момент известно более 60 растительных генов, обладающих свойствами "импритинга", но не удавалось продемонстрировать взаимосвязи их функций с развитием семени. Британским исследователям впервые удалось показать, что ген Meg1 отвечает за формирование и работу специализированных клеток материнского растения (так называемая плацентохалаза), которые питают развивающуюся семяпочку - будущее зерно. Более того, ученые "включили" и "выключили" этот ген и увидели, насколько заметно сказывается его активность (доза гена) на размерах зерна и содержании в нем сахаров.
Применение этого открытия на практике может значительно повысить урожайность важнейшей сельскохозяйственной культуры. Благодаря открытию можно использовать естественные генетические резервы кукурузы, гораздо более привлекательные для селекционеров, чем методы генной инженерии (ГМО), вызывающие столько дебатов. По словам доктора Гутьеррес-Маркоса, ученые теперь имеют молекулярное "ноу-хау" для традиционной селекции растений. А профессор Хью Дикинсон не сомневается, что вскоре будут найдены сходные механизмы формирования зерна и у других важнейших мировых зерновых культур - риса и пшеницы.