По словам Элис Чунг и Хен-Мин Ву из Университета Массачусетса в Амхерсте, с Ли-Цзя Ку и Хунъя Гу из Китая, работа на модельном растении арабидопсис способствует базовому пониманию репродукции растений. Исследователи назвали два новых рецептора Buddha Paper Seal 1 и 2 (BUPS1 / 2). Их статья также определяет несколько небольших пептидов, известных как факторы быстрого подщелачивания (RALF) 4, 19 и 34, в качестве их лигандов — молекул, которые модулируют функции рецепторов.
Далее авторы описывают, как BUPS1 / 2 и вторая пара родственных рецепторов, называемых ANXUR 1 и 2 (ANX1 / 2), и RALF 4 и 19, все экспрессируемые в пыльцевой трубке и необходимые для мужской фертильности, взаимодействуют вместе, чтобы получить свои работа сделана.Чунг говорит: «В нашей статье описывается важная разработка сети взаимодействия мужчин и женщин в воспроизводстве растений. Молекулы, участвующие в этом процессе, должны тесно взаимодействовать друг с другом, чтобы организовать и поддерживать интерактивные события между мужчинами и женщинами. В этом процессе пыльцевая трубка растет внутри. пестик, часто на расстояние, в сотни или тысячи раз превышающий диаметр трубки, чтобы доставить сперму к целевой яйцеклетке.
Пыльцевая трубка должна оставаться неповрежденной на протяжении всего пути, но затем должна разорваться точно в нужное время и в нужном месте, когда она прибывает к цели, чтобы выпустить сперму для оплодотворения. Слишком ранний разрыв или невозможность разорваться, когда он должен был произойти, губительны для репродукции ".
Две исследовательские группы обнаружили, что рецепторы и RALF4 и 19 необходимы для поддержания целостности пыльцевых трубок в процессе роста. Они также показывают, что RALF34, экспрессируемый самкой, облегчает процесс взрыва, наряду с некоторыми известными и другими еще не идентифицированными факторами. Они демонстрируют, как эти молекулы взаимодействуют друг с другом, иллюстрируя «интригующий механизм связи» между самцом и самкой для производства семян, говорит Чунг.
Она добавляет: «Показывая, как рецепторы и их лиганды работают вместе для обеспечения репродуктивного успеха, наша работа проливает свет на один из самых загадочных процессов в биологии».Сообщество исследователей репродукции растений имеет традицию называть важные гены из древней мифологии, говорит биолог. Например, ген, над которым работает ее группа, ФЕРОНИЯ, назван в честь римской богини плодородия. Исследователи назвали новые факторы бумажной печатью Будды 1 и 2 в честь китайской сказки о непослушной обезьяне, которую 400 лет держали под скалой с помощью очарованной бумажной печати.
Когда милосердный монах, проходивший мимо, сломал печать, обезьяна вырвалась наружу, и это напомнили ученым, когда они увидели, как взрывается пыльцевая трубка, выделяя сперму и обеспечивая оплодотворение.Эта работа продолжает многолетние исследования группы Cheung-Wu в области репродукции растений, особенно FERONIA, рецептора, связанного с BUPS и ANXUR, который играет важную роль в контроле женской фертильности растений в процессе развития и в преодолении стрессов окружающей среды.«Это действительно очень интересно, — говорит Чунг. «Пыльцевая трубка транспортирует сперму к женским клеткам-мишеням. FERONIA ждет там прибытия пыльцевой трубки.
BUPS, ANXUR, RALF 4 и 10 в пыльцевой трубке следят за тем, чтобы трубка не лопнула слишком рано, но подождите, пока она не дойдет до женская клетка-мишень. Там трубка внезапно лопается, действие контролируется FERONIA и частично опосредуется другим набором RALF, высвобождая сперму в нужное время и в нужном месте ».Команда использовала комбинацию обратной генетики, биохимических и биофизических подходов для этой работы, в сотрудничестве не только с китайской группой, но и с участием исследователей из Бразилии, Германии, США и Мексики.
Чунг говорит, что Сеть координации исследований в области интегративной биологии пыльцы Национального научного фонда США, главным исследователем которой она является, стала катализатором и форумом, которые стимулировали это международное взаимодействие.Она добавляет: «Я хочу выделить эту работу как сотрудничество.
Мы и группа Пекинского университета, близкие коллеги с общими интересами, работали параллельно над некоторыми темами в этой статье, не зная об усилиях друг друга. Однажды во время дискуссии мы обнаружили, что у нас есть общие результаты, но каждая группа также произвела уникальные наблюдения и выработала различные идеи, поэтому мы решили объединить наши усилия и опубликовать совместные публикации ».Она добавляет: «На мой взгляд, такого рода сотрудничество, вероятно, является лучшим видом научного взаимодействия.
Как ученые, мы ценим нашу независимость и творческий потенциал. Даже при общих результатах наши мысли могут расходиться, что заставляет каждую команду проводить дальнейшие исследования в различных областях. направления, доведение до конечных точек, которые дополняют друг друга. Это сотрудничество не является предметом разного опыта, а предметом общих интересов и любопытства, которое привело нас в разных направлениях, которые в конечном итоге соединились в законченную историю ».