植物通过一组奇异的分子调控它们的发育。已知ROP卵白是一组植物特异性卵白，控制植物组织的形成。现在，GMI的Hugh Mulvey和Liam Dolan批注，ROP卵白是在单细胞和多细胞植物生命的过渡历程中进化的。研究效果揭晓在的《Current Biology》杂志上。
由于不可移动，植物的生涯方法与我们动物截然差别。为了生长和发育，植物还需要一套奇异的分子加入者和途径来协协调微调组织和器官的形成。其中一个途径涉及到ROP卵白，这是在大大都真核生物中发明的RHO GTPase卵白家族的一个亚家族。然而，ROP亚家族与动物和真菌中的RHO GTPase家族中的卵白质差别，只保存于植物中。
在陆地植物中，正如奥地利科学院孟德尔研究所（GMI）的博士后Hugh Mulvey和高级小组组长Liam Dolan先前建设的那样，ROP卵白对调治三维组织发育和器官形成至关主要。在他们的新出书物中，Mulvey和Dolan试图确定ROP信号进化的时间，并发明这与植物多细胞进化的时间一致。“ROP卵白差别于在动物和真菌中发明的RHO GTPase家族中的卵白质。然而，尚不清晰ROP信号是何时进化的。”“sunbet问题是：ROP只保存于陆生植物中，照旧在陆生植物的藻类祖先中泛起得更早？”
图片信息：链霉菌进化中ROP信号的建设。
在序列和功效上惊人的相似
为了探讨ROP的进化，研究职员团结了系统发育和基因互补研究。首先，Mulvey将陆生植物的ROP卵白序列与陆生植物所属的其他链生植物的序枚举行了较量。他发明模式陆地植物Marchantia与多细胞链藻Klebsormidium和Coleochaete之间的ROP序列很是相似。然而，在单细胞和群体链藻中，如中柱头藻和绿藻，ROP序列差别。Mulvey总结道：“ROP卵白序列在陆生植物和链藻之间被证实是高度守旧的，不包括中柱头和绿藻。”
接下来，研究职员询问是否只有卵白质的序列是守旧的，或者来自多细胞链藻和陆地植物的ROP卵白是否也具有类似的功效。关于解决这个问题所需的增补研究来说，玛香蒂亚是一个完善的模子。这些研究包括用来自另一个物种的相关卵白质（称为同源物）替换一个物种的敲除卵白质。与拥有11个ROP基因的拟南芥差别，Marchantia只有一个ROP基因。这使得研究职员能够在Marchantia中疏散检测ROP基因。
在互补实验中，Mulvey在缺乏自然ROP卵白的Marchantia植物中举行了实验，并引入了来自三种差别藻类的ROP同源物。将多细胞藻类Coleochaete或Klebsormidium的ROP同源物插入到Marchantia ROP突变体中，其生长与自然Marchantia ROP卵白相似。这批注来自Coleochaete或klebsordium的ROP同源物可以取代Marchantia的ROP卵白。然而，当使用来自Chlorokybus的ROP同源物时，Marchantia植物不可正常发育。“不但仅是多细胞丝状链藻和陆地植物之间的ROP序列相似，并且功效也相似。”
在通往多细胞身体妄想的蹊径上
团结系统发育和遗传互补研究，Mulvey和Dolan发明，ROP信号在植物的链生分支中普遍守旧：“自丝状链生藻类和陆生植物的最后一个配合祖先以来，ROP一直高度守旧”，Dolan说。“这与这个谱系中多细胞生物进化的进化点相吻合。”
到现在为止，人们对单细胞生物向多细胞生物转变背后的遗传基础知之甚少。从单细胞到多细胞丝状体的转变需要一种机制的生长，这种机制将细胞生长和破碎限制在一个偏向上，并在破碎后坚持细胞粘在一起。Mulvey增补说，ROP信号进化的时间与这种转变被以为爆发的进化点相吻合。“由于已知陆地植物中的ROP卵白控制细胞极化生长和细胞破碎偏向，我们推测该谱系中ROP信号的进化可能有助于多细胞的进化和多细胞体妄想的形态转变。”
期刊：Current Biology
DOI：10.1016/j.cub.2023.11.007
文章问题：RHO of plant signalling was established early in streptophyte evolution
