Podľa správy zverejnenej v Elif, obranné mechanizmy, ktoré rastliny používajú na rozpoznanie a reakciu na spoločného škodcu, húsenicu, sa vyvinuli z jediného génu, ktorý sa vyvíjal milióny rokov. Portál Phys.org.
Štúdia vedcov z Washingtonu ukázala, že niektoré rastliny, ako napríklad sója, časom tento ochranný gén stratili, no odborníci naznačujú, že opätovné zavedenie génu (prostredníctvom šľachtenia, genetického inžinierstva) môže pomôcť chrániť úrodu pred neúrodou.
Zdravotný stav rastliny závisí od imunitný systém, ktorý zdedí. V rastlinách to znamená dediť určité typy receptorov na rozpoznávanie vzorov, ktoré dokážu odhaliť rôzne patogény a peptidy a spustiť vhodnú imunitnú odpoveď.
Zdedenie správnych typov receptorov na rozpoznávanie vzorov by mohlo rastlinám umožniť rozpoznať hrozby a vyrovnať sa s chorobami a škodcami.
Na vyplnenie tejto medzery sa tím rozhodol identifikovať kľúčové evolučné udalosti, ktoré umožnili rastlinám reagovať na spoločnú hrozbu: húsenicu. O druhoch strukovín, vrátane fazule mungo a hrachu čiernookého, už bolo známe, že majú jedinečnú schopnosť reagovať na peptidy produkované v ústach húseníc, keď prehryzávajú listy rastlín.
Vedci podrobne študovali genómy tejto skupiny rastlín, aby zistili, či sa spoločný receptor na rozpoznávanie vzorov nazývaný inceptínový receptor (INR) v priebehu miliónov rokov zmenil, čím získal alebo stratil schopnosť rozpoznávať húsenice.
Zistili, že jediný 28 miliónov rokov starý receptorový gén dokonale zodpovedá imunitnej odpovedi rastlín na húsenicové peptidy. Zistili tiež, že medzi potomkami najstarších rastlinných predkov, ktorí ako prví vyvinuli receptorový gén, existuje niekoľko druhov, ktoré nemôžu reagovať na húsenicové peptidy, to znamená, že tento gén stratili.
Na pochopenie toho, ako tento starodávny gén získal schopnosť rozpoznať nové peptidy v moderných patogénoch, tím použil techniku nazývanú sekvenovanie predkov, v ktorej spojili informácie zo všetkých moderných receptorov. gény na predpovedanie pôvodnej sekvencie starej 28 miliónov rokov. Tento receptor predkov bol schopný reagovať na húsenicové peptidy. O niečo staršia verzia so 16 zmenami v sekvencii receptorov však zlyhala.
Tento genetická história spolu s počítačovými modelmi, ktoré ukazujú, ako sa staré a moderné štruktúry receptorov mohli líšiť, poskytujú kľúče k tomu, ako sa receptor vyvinul. To naznačuje, že pred viac ako 32 miliónmi rokov bol do genómu rastliny predkov zavedený nový kľúčový génový inzert, po ktorom nasledoval rýchly vývoj rôznych foriem nového receptora. Jedna z týchto foriem získala schopnosť reagovať na húsenicové peptidy a túto novú schopnosť teraz zdieľajú desiatky potomkov strukovín.
Vedci dúfajú, že sa v budúcnosti dozvedia viac o procesoch na úrovni genómu, ktoré vytvárajú novú diverzitu receptorov a identifikujú zatiaľ neznáme imunitné receptory v skupinách rastlín. Ako stále viac a viac S genomickými údajmi by takéto prístupy identifikovali „chýbajúce“ receptory, ktoré sú užitočnými vlastnosťami na opätovné zavedenie do rastlín, aby pomohli chrániť plodiny.