Ученые из института Макса Планка, Музея естественной истории Зенкенберга и Чешской академии наук раскрыли, как шиповник (Rosa canina) с необычным числом хромосом решает задачу наследования. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Большинство живых организмов, включая человека, имеют два набора хромосом. У шиповника же их целых пять — он пентаплоид. Такое нечетное количество хромосом обычно делает половое размножение невозможным: при мейозе, процессе, в ходе которого образуются половые клетки, хромосомы не могут корректно спариться и равномерно распределиться. Однако шиповник сумел обойти это ограничение.
Как выяснилось, он использует уникальную стратегию. При мейозе спариваются и передаются по половому пути только два из пяти наборов хромосом. Остальные три остаются «непарными» (унивалентами), но стабильно наследуются через женскую гамету. Это означает, что шиповник одновременно сочетает половое и клональное размножение — редкое явление для растений.
Объяснение, почему это работает, кроется в структуре центромер. Это участки хромосом, к которым при делении клетки прикрепляются веретенообразные нити, распределяющие генетический материал. У «непарных» хромосом центромеры значительно больше и богаче белком CENH3, который важен для прикрепления веретена. Это дает таким хромосомам преимущество: они с большей вероятностью сохраняются и передаются в следующее поколение. Шиповник буквально может «выбирать», какие хромосомы унаследуются, настраивая активность центромер. Такое управление генетикой — уникальный биологический механизм, не имеющий аналогов в мире растений.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые Пермского Политеха объяснили, какие растения лучше подойдут для создания ароматического сада.