Шаг от воды к суше
Геном был снова расшифрован - на этот раз геном "маленького мохового колпачка мочевого пузыря". И это раскрывает некоторые приспособления, которые позволили ранним растениям перемещаться из воды на сушу.
Пока полностью расшифрованных геномов многоклеточных организмов не так много. Помимо людей, мышей и нематод, некоторые растения также попали в список секвенированных организмов. Однако из-за все еще высокой стоимости секвенирования они все еще редко представлены.
До сих пор особый интерес вызывали цветущие растения, такие как кресс-салат (Arabiopsis thaliana) и тополь, или полезные растения, такие как рис. Но водоросли тоже представлены. Они находятся в самом начале развития растений, цветковые - в самом конце.
Однако отсутствовал представитель решающего в развитии шага перехода растений от воды к суше и развития многоклеточности около 450 миллионов лет назад. Теперь это закрыто: с расшифровкой генома маленького пузырчатого мха (Physcomitrella patens) Ральфом Кватрано из Вашингтонского университета в Сент-Луисе в сотрудничестве с исследователями из Фрайбургского университета и Института растений Макса Планка. Селекционные исследования в Кёльне.
Мхи намного сложнее водорослей, но не так высокоразвиты, как цветковые растения, которые имеют сложную сосудистую систему и репродуктивные органы сложной формы. Переход от воды к суше был важным этапом для растений, связанным с адаптацией многих клеточных процессов. Эти изменения хорошо задокументированы в генетическом материале, что делает его уникальным ресурсом для будущих исследований.
Мох уже раскрыл некоторые секреты, например, как выработалась устойчивость к высыханию. Каждое засохшее комнатное растение доказывает, что засухоустойчивость - хотя и важная характеристика - больше не присутствует у большинства цветковых растений. Тем не менее, последовательность небольшого пузырчатого мха показывает, что исходные наземные растения, вероятно, все еще были устойчивы к засухе, и что эта черта была утрачена только нашими современными растениями..
Важные идеи также приходят из мира гормонов, которые также контролируют важные этапы развития и роста растений. Но хотя гормоны растений еще не существуют в водорослях, они уже были изобретены предками наших современных наземных растений, как показывает геном маленького пузырчатого мха. Сравнивая их с геномом современных растений, исследователи могут сделать важные выводы о том, как развивались растительные гормоны.
Исследователи во главе с Берндом Рейссом из Института Макса Планка в Кельне также были особенно заинтересованы в восстановлении повреждений ДНК Physcomitrella. Этот процесс важен для защиты от вредных воздействий окружающей среды, а также участвует в развитии рака и старении человека. «Повреждения ДНК точно восстанавливаются в Physcomitrella, что, несомненно, способствует высокой стабильности генома», - объясняет Рейсс. «Из медицинских исследований на людях мы знаем, что ошибки в геноме могут привести к заболеваниям. Поэтому очень интересно понять механизмы, которые приводят к такой стабильности генома». © Общество Макса Планка
Общество Макса Планка (MPG) является учреждением фундаментальных исследований, финансируемым в основном федеральным правительством и правительствами штатов. Он управляет примерно восемьюдесятью институтами Макса Планка.