Рослини вміють створювати свої копії без насіння вже мільйони років. Полуниця випускає вуса, картопля проростає новими пагонами, а мох поступово захоплює вологі ділянки. Проте вчені довгий час не могли з’ясувати, який саме ген запускає цей процес. Тепер дослідники з Японії заявили, що їм вдалося знайти своєрідний «перемикач», який вмикає і вимикає природне клонування рослин.
Відкриття зробила команда під керівництвом професора Юкі Хіракави з Hiroshima University. Для дослідження вчені обрали скромну печіночницю Marchantia polymorpha — невелику зелену рослину, яка часто росте на вологих тротуарах, каменях і в затінених садах.
На поверхні цієї рослини утворюються маленькі чашечки, всередині яких розвиваються крихітні копії материнського організму. Після дощу краплі води розбризкують ці структури, і вони швидко перетворюються на нові рослини. Саме цей процес і зацікавив учених.
Під час дослідження вони виявили ген, який отримав назву GEMMIFER. Коли за допомогою технології CRISPR-Cas9 цей ген вимкнули, печіночниця повністю втратила здатність до клонування. Рослина продовжувала рости, але більше не створювала чашечок із новими копіями.
Потім дослідники провели зворотний експеримент. Вони створили модифіковану рослину, у якій GEMMIFER можна було активувати спеціальною речовиною. Щойно ген вмикали, рослина знову починала формувати клони. Фактично весь механізм безстатевого розмноження запускався за командою.
Науковці встановили, що GEMMIFER працює не самостійно. Він активує інший ген, який відповідає за формування нових рослин. Таким чином, уперше вдалося простежити повний генетичний ланцюг, що керує клонуванням.
Це відкриття може мати велике практичне значення. Багато сільськогосподарських культур, зокрема банани, цукрова тростина та фруктові дерева, розмножуються саме клонуванням. Якщо вчені знайдуть подібні гени у цих рослин, селекціонери зможуть точніше контролювати розмноження, прискорювати вирощування та створювати більш стійкі сорти.
Крім того, дослідження показує, що навіть непримітні рослини можуть приховувати важливі біологічні секрети. Те, що раніше здавалося простим природним процесом, тепер отримало конкретне генетичне пояснення.
Результати роботи опубліковані в науковому журналі Current Biology. Вчені сподіваються, що це відкриття допоможе краще зрозуміти механізми розмноження рослин і відкриє нові можливості для сучасного сільського господарства.