Белки-«моторы» пыльцы «обнимают» сперматозоиды для успешного двойного оплодотворения, говорится в исследовании

от

Исследователи расшифровали давнюю загадку о том, как цветковые растения обеспечивают успешное достижение сперматозоидами яйцеклетки для оплодотворения. Об этом говорится в недавней статье, опубликованной в журнале [Nature Plants](https://doi.org/10.1038/s41477-025-02084-9).

В отличие от животных, чьи сперматозоиды активно плавают, растения полагаются на тонкую систему транспортировки внутри пыльцевых трубок, чтобы доставить неподвижные сперматозоиды. Ключевую роль играет структура, называемая мужской зародышевой единицей (МЗУ) — крошечный клеточный пакет, который переносит как сперматозоиды, так и сопутствующее ядро через пыльцевую трубку.

Под руководством команд профессора Ян Вэйцая и профессора Ли Хунцзю из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук в исследовании выявлены два моторных белка — HUG1 и HUG2, которые образуют кинезиновую клетку, окружающую микротрубочную клетку вокруг генеративной клетки или сперматозоидов и вегетативного ядра. Они действуют как молекулярные «руки», соединяя их вместе во время развития пыльцы. Без этих «обнимающих» белков сперматозоиды остаются позади, что приводит к полной стерильности растений.

«Это похоже на систему «клеточного карпулинга», — сказал доктор Чан Шу, один из авторов. — Белки HUG следят за тем, чтобы все сели в один транспорт и вместе прибыли к месту назначения».

Используя передовую микроскопию, исследователи обнаружили, что белки HUG образуют структуру, похожую на клетку, вокруг сперматозоидов, закреплённую сетью микротрубочек. Эта «кинезиновая клетка» обеспечивает физическое прикрепление генеративной клетки (предшественницы двух сперматозоидов) к вегетативному ядру через удлинение длинного хвоста, образуя мужскую зародышевую единицу в двухклеточной пыльце.

С помощью этой единицы сперматозоиды транспортируются внутри растущей пыльцевой трубки в зародышевый мешок для двойного оплодотворения, в результате которого образуются зародыш и эндосперм в семенах.

Эти открытия не только решают биологическую головоломку, которой было 40 лет, но и открывают новые возможности для улучшения селекции сельскохозяйственных культур и производства семян. Понимание того, как работает доставка спермы — и почему она иногда нарушается — может помочь учёным повысить фертильность экономически важных растений, особенно в условиях экологического стресса, который часто нарушает доставку спермы.

«Это исследование показывает, что установление МЗУ с помощью HUG является чрезвычайно сложным и сложным процессом, который имеет фундаментальное значение для двойного оплодотворения», — сказал профессор Ли Хунцзю.

Предоставлено Китайской академией наук.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте