Mechanizmy molekularne u muchówki amerykańskiej
Zadaniem projektu CARNIVOROM (Molecular basis of carnivory excitability, movement, and endocrinology of plant traps) było uzupełnienie brakującej wiedzy na ten temat. W projekcie zastosowano podejście multidyscyplinarne, oparte na połączeniu genomiki, bioinformatyki, biologii molekularnej, biochemii białek oraz biofizyki. Mimo że muchówka posiada typowe cechy morfologiczne i fizjologiczne rośliny zielonej, to wytworzyła one w drodze ewolucji wysoce wyspecjalizowane struktury podobne do liści, nazywane liśćmi pułapkowymi. Liście te służą do chwytania i trawienia ofiary, a także wchłaniania zawartych w niej cennych substancji odżywczych. Uczeni użyli wysokoprzepustowego sekwencjonowania RNA, aby wykazać, że końcowy transkryptom muchówki amerykańskiej zawiera 45 147 potencjalnych "unigenów", z których każdy mieści sekwencje reprezentujące niepowtarzalny gen. Analiza transkryptomiczna ujawniła, że budowa genetyczna muchówki jest typowa dla roślin kwitnących. Ponadto nie znaleziono żadnych nowych genów, które miałyby odpowiadać za mięsożerność. Uczeni wysunęli hipotezę, że funkcja liścia pułapkowego wynika głównie z wyjątkowego połączenia genów ekspresjonowanych już w innych organach. Przypuszczenia te znajdują potwierdzenie w analizie procesów molekularnych zachodzących w wielokomórkowych gruczołach pokrywających wnętrze liścia. Gdy zostaną aktywowane, gruczoły potrafią strawić zdobycz i wchłonąć substancje odżywcze. Aktywne gruczoły przejawiają także oznaki odpowiedzi na stres, kojarzonej zwykle z sygnalizacją ran lub obecności patogenów u roślin niemięsożernych. Proces ten obejmuje wydzielanie enzymów hydrolizujących, kontrolę jakości ER oraz wytwarzanie reaktywnych form tlenu. Jednak w odróżnieniu od roślin niemięsożernych muchówka aktywnie hamuje zaprogramowane obumieranie komórek i aktywuje transport substancji odżywczych. Projekt CARNIVOROM pozwolił na uzyskanie nowych informacji na temat aktywności elektrycznej i mięsożerności roślin, mogące stanowić model do badania ewolucji ludzkiego układu nerwowego i dokrewnego.
Słowa kluczowe
Dionaea muscipula, mięsożerne, transkryptom, muchówka amerykańska, CARNIVOROM, liście pułapkowe, substancje odżywcze, unigeny
