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有时在研究中,就像在生活中一样,基本问题的答案可能一目了然。来自日本的研究人员发现了以前被植物科学家忽视的植物进化难题的关键部分。 在eLife发表的一项研究中,奈良科学技术研究所领导的一组研究人员发现,植物 KNOX/BELL 蛋白的一个祖先功能是激活受精卵(第一个由雌性和雄性融合形成的二倍体细胞)。配子,也称为生殖细胞,并且这种作用转向在陆地植物进化过程中维持器官发育。 发育生物学的核心问题之一是亲本基因组如何在受精卵中混合并被激活以开始二倍体发育。两种蛋白质,KNOX 和 BELL,充当转录因子——在基因表达中起重要作用的蛋白质。KNOX 和 BELL 可激活单细胞绿藻等植物的二倍体发育,但在被子植物(开花植物)等陆生植物中,它们在维持枝条分生组织中发挥作用 - 枝条分生组织产生整个植物在地上生长的组织——以及二倍体发育后期的器官形成过程。 为了对此进行调查,研究小组研究了一种基本的陆生植物种地地草,它最近被认为是研究陆生植物进化的一个很好的模型,尤其是在有性生殖研究中。研究小组发现,配子表达的 KNOX 和 BELL 基因是通过以与先前在绿藻莱茵衣藻中发现的非常相似的方式促进受精卵中的核融合来开始受精卵发育所必需的。 “我们的结果表明,KNOX/BELL 转录因子的祖先作用是受精卵激活的,”中岛解释说:“随着陆地植物的进化,这转向了分生组织的维持。” 这项研究的结果对于在胚胎和器官形成、有性生殖和进化等一系列领域工作的植物生物学家来说非常重要。这些发现,除了在真菌和动物等群体中提出的等效方案之外,还将与更广泛的生物科学领域的研究人员相关。