Исследователи обнаружили у мха слитый ген, который дает представление о том, как клетки строят свои внешние стенки. То же самое открытие поднимает вопросы об уникальном гене, который содержит два разных белка, участвующих в двух разных функциях.
Исследовательская группа идентифицировала новый ген, известный как For1F, при изучении экзоцитоза. Экзоцитоз - это процесс, при котором клетки выделяют пакеты белков и углеводов за пределы своих мембран для поддержки внеклеточных процессов, таких как строительство клеточных стенок.
Ген, обнаруженный в ходе исследования, связывает белок Sec10, регулирующий экзоцитоз, с формином, белком, который регулирует ремоделирование актинового цитоскелета, критического для формирования клеточных форм.
Новое исследование также показывает, что слияние генов произошло на ранней стадии эволюции мхов и сохранялось более 170 миллионов лет.
«Мы были удивлены, обнаружив этот слитый ген в геноме мха», - сказала Магдалена Безанилла, профессор биологии имени Эрнеста Эверетта в 1907 году в Дартмутском колледже. «Благодаря нашим исследованиям мы знаем, что анализ верен, теперь будет интересно изучить преимущества этого соединения белков».
После того, как For1F был обнаружен, Безанилья и ее команда решили определить, насколько уникален этот конкретный объединенный механизм. Проконсультировавшись с базой данных проекта «1000 геномов», исследователи обнаружили, что слитый ген был обнаружен у многих различных видов мхов, но не у других растений..
Во всех других растительных и животных клетках Sec10 и формин расположены независимо. Но по какой-то причине у мхов гены слиты. Эта уникальная комбинация генов демонстрирует, что существует связь между экзоцитозом и ремоделированием внутреннего скелета клетки, но в чем заключается эта связь, остается неясным.
Что еще больше усложнило исследование, команда также обнаружила, что гены не должны соединяться, чтобы выполнять свою работу.
Согласно статье: «Хотя слияние и не является существенным, оно могло иметь селективные преимущества и давало уникальную возможность исследовать актиновую регуляцию экзоцитоза».
«Мы знаем, что это слияние произошло на ранней стадии эволюции мхов и что оно сохранялось в течение миллионов лет», - сказал Безанилья. «Все указывает на то, что в этом расположении должна быть какая-то ценность, но почему они сливаются во мхах, остается загадкой».
Исследование Безаниллы сосредоточено на том, как отдельные клетки и их соседи работают вместе во мхе, чтобы построить клеточные стенки в течение длительных периодов времени. Для этого команда фокусируется на молекулах, управляющих процессом.
«Мох - идеальное растение для изучения, - сказал Безанилья, - это отличная система с клетками, которые можно наблюдать под микроскопом, и с геномом, которым мы можем манипулировать».