Найден ген, превращающий простые листья в сложные

Изучение мутантных растений, у которых вместо сложных листьев формируются простые, позволило ученым частично расшифровать генетические основы эволюции формы листа. Ученым удалось превратить простые листья резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) в более сложные (лопастные), добавив в геном один-единственный ген RCO (REDUCED COMPLEXITY) сердечника шершавого (Cardamine hirsuta). Ген RCO экспрессируется в основаниях развивающихся выступов по краям зачатка листа и тормозит деление клеток в промежутках между выступами, что в итоге и делает лист лопастным или перистым. Ген RCO появился у крестоцветных в результате дупликации гена — регулятора развития цветов и листьев LMI1 (LATE MERISTEM IDENTITY 1). Ключевую роль в усложнении формы листа сыграли изменения регуляторной области гена RCO после дупликации. Ближайшие предки резуховидки Таля утратили ген RCO, а вместе с ним и сложные листья.

Ученые из США, Велкобритании и Германии изучили у мутантных растений работу регуляторных областей LMI1 и RCO, и выяснили, что RCO не просто дупликация LMI1. Оказалось, что области экспрессии, определяемые регуляторными областями двух генов, сильно различаются. А возвращение утраченного гена RCO привело к усложнению листьев у мутантных растений, хотя и не до конца – необходимы дополнительные видовые генетические особенности.

Гены-регуляторы морфогенеза, как правило, обладают мощным плейотропным действием, что накладывает ограничение на эволюцию их кодирующих частей. Однако возможности изменения регуляторных участков этих генов приводит к появлению новых функций, не приводя к множественным нарушениям.

Подробности сложного и красивого исследования морфогенеза листьев читайте на портале Элементы.ру.