Открыт молекулярный механизм, объясняющий возникновение крупных плодов у томатов сорта «бычье сердце» - Гранит науки - 2015-06-15

Группа исследователей из Лаборатории Колд-Спринг Харбор (Cold Spring Harbor Laboratory) – авторы статьи, появившейся в онлайн-версии Nature Genetics, выявила мутации по генам, которые координируют продукцию стволовых клеток, а также молекулу, осуществляющую эту координацию. Как отмечает издание agprofessional.com, открытие указывает на возможность управления размером любого плодоносящего растения. Ягоды томата в природе, у так называемого дикого типа растения, размером с кофейное зерно, при этом громадные экземпляры «бычьего сердца» - весом до полукилограмма - оказались среди первых помидор, привезенных в Европу из Мексики конкистадором Эрнаном Кортесом (Hernan Cortez) и считались чудом природы. Это было в начале XVI века. Сейчас группа авторов под руководством Захарии Липмана (Zachary Lippman) сообщает о том, что все дело в меристеме, меристематических, или образовательных, тканях растений, которые, как мы знаем из школьного курса ботаники, состоят из интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность на протяжении всей жизни клеток. Они обеспечивают рост растения. Ученые выявили у томатов «бычье сердце» в этих тканях мутацию, которая произошла сотни лет назад в гене, названном CLAVATA3. Очевидно, селекция, приведшая к крупным плодам томата, шла именно по этому гену. В норме продукция стволовых клеток у растений сбалансирована, что поддерживается соответствующими генами. В частности, есть ген под названием WUSCHEL, активность которого подстегивает образование стволовых клеток, а гены семейства CLAVATA этот процесс, напротив, подавляют. Некоторые из генов CLAVATA кодируют белки-рецепторы на поверхности клеток, а некоторые – белки, подходящие к этим рецепторам по принципу «ключ к замку». Когда происходит совпадение ключа CLAVATA с одноименным замком, в клетку поступает сигнал, который тормозит работу гена WUSCHEL во избежание избыточного производства стволовых клеток. Мутации по генам CLAVATA, приводящие к чрезмерной продукции стволовых клеток в меристеме – не новость. Но группа Липмана обнаружила мутантные гены, которые кодируют ферменты – арабинозилтрансферазы, в норме присоединяющие к «ключевым» белкам CLAVATA молекулу сахара арабинозы. Только такой, «нагруженный» арабинозой, белок подходит к своему «замку». Авторы показали, что от количества сахарных молекул, прикрепленных к белку-«ключу», зависит количество стволовых клеток в ткани. Нормальный рост - это три сахарных остатка, аномальный, приводящий к таким плодам как «бычье сердце» – это утрата одной и более молекул арабинозы и в результате дефектный белок CLAVATA3. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».