Międzynarodowy zespół obejmujący ponad 100 naukowców z USA, Wielkiej Brytanii, Nemiec oraz Japonii zsekwencjonował genom mchu zapewniając dokładny wgląd w ewolucję roślin od jednokomórkowych alg do wielokomórkowych roślin kwitnących. Praca ukazała się na łamach czasopisma “Science“.
Tak jak poznanie genomu zwierząt ułatwiło badaczom zrozumienie ewolucji człowieka, tak rozszyfrowanie genomu mchu pozwoli rzucić światło na rozwój królestwa roślin, a przede wszystkim na sposób opanowania lądu przez tę grupę organizmów dzięki poznaniu funkcji ich genów, białek, szlaków metabolicznych oraz reakcji fizjologicznych np. ochrony przed stresem i niebezpieczeństwami związanymi z życiem na lądzie.
Badacze zsekwencjonowali ok. 500 mln. par zasad genomu mchu Physcomitrella patens, w których znajduje się 35 tys. genów. Około 20 procent poznanego materiału genetycznego jest unikalne i charakterystyczne jedynie dla mchów.
Do tej pory jedynymi wielokomórkowymi roślinami lądowymi, których kod genetyczny został w całości rozszyfrowany, to rzodkiewnik (Arabidopsis thaliana) oraz topola. W ciągu następnych 10 lat wiele inych genomów roślin lądowych zostanie zsekwencjonowanych, co umożliwi nam poznanie jak ich genomy ewoluowały oraz jakie zmiany zachodziły w celu wykształcenia się drewna, nasion, czy kwiatów - powiedział jeden z naukowców uczestniczących w pracach konsorcjum.
Genomika porównawcza genomów pokazała, że mchy i rośliny wyższe powstały ewolucyjnie od jednego przodka ok. 450 mln. lat temu. Zainteresowanie mchem wynika również z możliwości przełożenia znajomości jego genów na lepsze zrozumienie podstaw różnych chorób człowieka. Badacze zainteresowali się kilka lat temu tzw. “genami BBS”. Dzieci z mutacjami w tych genach rozwijają chorobę nerek, oczu oraz cukrzycę. Badanie genomu mchu Physcomitrella patens wykazało, że prawidłowe funkcjonowanie tych genów jest konieczne dla właściwego rozpoznawania środowiska międzykomórkowego przez rzęski komórek. Naukowcy wierzą, że dalsza eksploracja genomu mchu pozwoli na odkrycie kolejnych genów, które funkcjonują również u człowieka, a mutacje w nich związane są z różnymi chorobami. Całkiem niedawno badacze opublikowali pracę dotyczącą genu prezeniliny (ang. preseniline) u mchów, który jest podobny do genu występującego u ludzi i powodującego chorobę Alzheimera.
Badacze są również zainteresowani genami warunkującymi odporność mchów na suszę, co może dać w przyszłości nowe odmiany roślin uprawnych inżynierowanych genetycznie pod kątem możliwości ich uprawy na słabo nawodnionych terenach.
hlbiotech
źródło: Washington University
———————————
Oryginalna publikacja: Stefan A. Rensing et al., “The Physcomitrella Genome Reveals Evolutionary Insights into the Conquest of Land by Plants”, Published Online December 13, 2007
Science DOI: 10.1126/science.1150646
