多年来，生物学家一直想知道为什么植物中有这么多编码蛋白质的基因，这种蛋白质被称为谷氨酸受体，对动物神经系统至关重要。现在，来自IGC古尔班肯科学研究所和美国UMD马里兰大学的研究人员发现了这些蛋白质的新功能，这表明苔藓精子利用它们游向女性器官并确保后代。这项研究将于7月24日发表在《自然》杂志上。
由IGC前负责人、目前在UMD的何塞费乔领导的团队一直在研究植物中谷氨酸受体的作用。这些蛋白质是大脑中神经元如何说话的关键分子参与者，在记忆和学习中起着核心作用。然而，植物没有神经元。所以，为什么有些植物的蛋白质基因比我们自己的大脑还多？
为了了解谷氨酸受体(GLR)的功能在进化过程中是如何被保守的，Feijo的研究团队将研究重点放在了一种早期的陆生植物上，即藓类植物Physcomitrella的专利。与高等植物相反，这种生物有游动精子，只有两个GLR基因，这使得它成为遗传方法的理想选择。通过改变这两个基因并寻找缺陷。
这项研究的第一作者，卡洛斯奥尔蒂斯-拉米雷斯，在这项研究开始时是IGC的一名研究生，他观察到莫斯没有GLR就没有后代。然后研究小组发现长满青苔的精子就是基于这种不育。正常精子扭曲翻滚，急剧转向寻找女性器官入口。带有变异GLR的精子可以正常游泳，但不会改变方向。
研究人员进一步观察到，即使当变异精子到达女性器官并使卵子受精时，产生的孢子(苔藓的“婴儿”)质量也很差，其中大多数死亡。该团队与IGC团队负责人乔格贝克尔合作，进一步确定了这一过程中涉及的遗传机制。他们发现GLR的缺失影响了BELL1的表达，BELL1是孢子正常发育所必需的基因。
研究小组进一步发现，苔藓中的GLR以类似于神经元的方式机械地工作，形成允许钙流动的离子通道。
Jose Feijo说：“虽然它们在哺乳动物和苔藓中形成离子通道，但我们发现谷氨酸受体在苔藓中发挥了两种全新的独特功能，包括精子导航和基因表达控制，这对孢子非常重要。发展。这非常令人惊讶。”
虽然不在它们的直接范围内，但Feijo也注意到人类精子和神经元一样，也有许多谷氨酸受体表达。“也许这只是巧合，”费乔补充道。“但如果它代表了游泳精子中谷氨酸受体在进化过程中的一些保守功能，那么如果我们是通过研究长满苔藓的精子来得出这个结论的，那将是一个讽刺。”
该研究在IGC和UMD进行，由FCT科学技术基金会进行；葡萄牙)，由玛丽居里ITN-PlantOrigins和美国国家科学基金会支持。
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