Как клетки обмениваются генами

Растительная клетка представляет собой самостоятельную живую систему и содержит множество органелл — отдельных компонентов, которые обеспечивают полноценную жизнедеятельность. Органеллы могут выполнять самые разные функции: дыхание, регулирование обмена веществ, хранение ДНК, синтез белков и так далее. Однако, как показывают современные исследования, работа органелл не ограничивается пространством внутри клетки, ведь они могут перемещаться и обеспечивать обмен генетической информации внутри организма.

Еще более десяти лет назад исследователи из Института молекулярной физиологии растений им. Макса Планка обнаружили, что растения табака, соединенные путем прививки, имеют общие участки генома. Было ясно, что они обменялись ДНК из-за того, что их ткани срослись, но точный механизм оставался под вопросом.

Не так давно ученые решили прояснить этот вопрос и провели новый эксперимент, который снова задействовал растения табака, соединенные прививкой. Каждое из этих растений несло гены устойчивости к двум разным антибиотикам. Когда сросшиеся растения поместили в питательную среду, где было оба антибиотика, каждое из них реагировало так, будто содержит и тот, и другой гены, хотя изначально они были разделены по этому признаку. Иными словами, все выглядело так, будто растения табака взяли друг у друга недостающие гены и благодаря этому оказались готовы к двойной атаке.

Когда исследователи взяли клетки из места прививки и разглядели их под микроскопом, то увидели интересную картину. Помимо других органелл там были маленькие пластиды (компоненты, обеспечивающие обмен веществ), которые могли перемещаться между клетками. И, поскольку у пластид есть собственная ДНК, ученые предположили, что они могут быть транспортом для генов и переносить важную генетическую информацию туда, где она нужна.

Прививка занимает большое место в декоративном садоводстве: она позволяет быстро получить жизнеспособные саженцы и вырастить виды и сорта растений, нетипичные для данного региона. Знания о том, как сросшиеся части двух растений могут влиять друг на друга, поможет усовершенствовать существующие технологии размножения и получить еще более крепкие и выносливые деревья и кустарники.