Usuari:MossCulturer/Physcomitrella patens

Physcomitrella patens és una molsa (briòfita) utilitzada com a organisme model per estudis en evolució, desenvolupament i fisiologia vegetal.

Distribució i ecologia

Aquesta espècie és una colonitzadora primerenca de zones amb terra i fangal descobert al voltant de les vores d'acumulacions d'aigua, com llacs i rius. Té una distribució disjunta en parts temperades del món, a excepció d'Amèrica del Sud. La soca estàndard utilitzada al laboratori és anomenada "Gransden", mostra que va aïllar el botànic britànic H. Whitehouse de la reserva natural Waresley and Gransden Wood, a Cambridgeshire, el 1962.

Organisme de model

Les molses comparteixen processos genètics i fisiològics fonamentals amb plantes vasculars, tot i que els dos llinatges van divergir molt aviat evolutivament durant la col·lonització vegetal de superficie terrestre. Un estudi comparatiu entre els representants moderns de les dues línies poden donar idea a l'evolució de mecanismes que contribueixen a la complexitat de plantes modernes. Per a aquest propòsit, aquesta molsta és utilitzada com a organisme de model.

P. patens és un dels pocs organismes pluricel·lulars coneguts que presenten una recombinació homòloga altament eficient, que significa que una seqüència d'ADN exògena pot ser insertada en una posició genòmica específica (una tècnica el gen que apunta) per crear knock-out molses. Aquesta aproximació és cridada genètica inversa i és una eina potent i sensible per estudiar la funció de gens i, quan combinat amb estudis en plantes més altes com Arabidopsis thaliana, pot soler estudi evolució de planta molecular.

L'apuntat deletion o l'alteració de gens de molsa confia en la integració d'un bri d'ADN curt a una posició definida en el genoma de la cèl·lula amfitriona. Ambdós finals d'aquest bri d'ADN són engineered per ser idèntic a aquest locus de gen específic. L'ADN construeix és llavors incubated amb protoplastos de molsa en la presència de polyethylene glicol. Mentre les molses són organismes haploides, la molsa de regenerar filaments (protonemata) pot ser directament assayed pel gen que apunta dins 6 setmanes que utilitzen mètodes de PCR. El primer estudi que utilitza knockout la molsa va aparèixer dins 1998 i funcionalment identificat ftsZ com a pivotal gen per la divisió d'un orgànul en un eukaryote.

A més a més, P. patens És cada cop més utilitzat dins biotecnologia. Els exemples són la identificació de gens de molsa amb implicacions per millora de collita o salut humana i la producció segura de complex biopharmaceuticals dins bioreactors de molsa. Per gen múltiple knockout Physcomitrella les plantes eren engineered que planta de manca-correu específic-translational proteïna glycosylation. Aquests knockout les molses solen complex de producte biopharmaceuticals en un procés va cridar agricultura molecular.

El genoma de P. patens, amb aproximadament 500 megabase els parells van organitzar a 27 cromosomes, era completament sequenced dins 2008.

Physcomitrella Ecotips, mutants, i transgenics és emmagatzemat i fet lliurement disponible a la comunitat científica per la Molsa Internacional Centre Accionari (IMSC). Els números d'accessió donats pels IMSC poden ser utilitzats per publicacions per assegurar dipòsit segur de molsa descrita novament materials.

Lifecycle

Agrada totes les molses, el lifecycle de P. patens És caracteritzat per una alternança de dues generacions: un gametòfit haploide que produeix gàmetes i un esporòfit diploide on les espores haploides són produïdes.

Una espora desenvolupa a un filamentous l'estructura va cridar protonema, va compondre de dos tipus de cèl·lules – chloronema amb cloroplastos grans i nombrosos i caulonema amb creixement molt ràpid. Protonema Els filaments creixen exclusivament per creixement de punta del seu apical cèl·lules i pot originar branques de costat de subapical cèl·lules. Algun costat-cèl·lules d'inicial de la branca poden diferenciar a buds més que branques de costat. Aquests buds dóna augment a gametophores (0.5–5.0 mm), estructures més complexes que aguanten fulla-com estructures, rhizoids, i els òrgans sexuals: femella archegonia i mascle antheridia. P. patens És monoicous, significant que òrgans mascles i femella són produïts en la mateixa planta. Si l'aigua és disponible, flagellate cèl·lules d'esperma poden nedar del antheridia a un archegonium i fertilize l'ou dins. El resultant el zigot diploide origina un esporòfit compost d'un peu, seta, i càpsula, on els milers d'espores haploides són produïts per meiosi.

Reparació d'ADN i recombinació homòloga

P. patens És un model excel·lent en quin per analitzar reparació de danys d'ADN en plantes per la recombinació homòloga pathway. Fracàs de reparar trencamentsde bri doble i altres danys d'ADN en somatic les cèl·lules per recombinació homòloga poden dirigir a disfunció de cèl·lula o mort, i quan el fracàs ocorre durant meiosi, pugui causar pèrdua de gàmetes. La seqüència de genoma de P. patens Ha revelat la presència de gens nombrosos que codifiquen les proteïnes necessàries per reparació de danys d'ADN per recombinació homòloga i per altre pathways. PpRAD51, una proteïna al nucli de la reacció de reparació de recombinació homòloga, és requerit per conservar integritat de genoma en P. patens. Pèrdua de PpRAD51 causes van marcar hypersensitivity al trencament de bri doble-induint agent bleomycin, indicant que la recombinació homòloga és utilitzada per reparació de somatic danys d'ADN de la cèl·lula. PpRAD51 és també essencial per resistència a ionitzar radiació.

L'ADN mismatch proteïna de reparació PpMSH2 és un component central del P. patens mismatch Reparació pathway que apunta parell de base mismatches sorgint durant recombinació homòloga. El PpMsh2 gen és necessari en P. patens Per conservar integritat de genoma. Gens Ppmre11 i Pprad50 de P. patens Codifica components del complex de MRN, el sensor principal d'ADN trencamentsde bri doble . Aquests gens són necessaris per acurat homòleg recombinational reparació de danys d'ADN en P. patens. Les plantes mutants defectuoses en qualsevol Ppmre11 o Pprad50 exposició creixement restringit severament i desenvolupament (possiblement reflectint va accelerar senescence), i sensibilitat realçada a UV-B i bleomycin-va induir ADN avaria comparat a plantesde tipus salvatge .

• 
  Cleistocarpous Esporòfit de la molsa P. patens
• 
  P. patens Planta créixer axenically en vitro en agar plats (Petri plat, 9 diàmetre de cm)
• 
  Bioreactor de molsa amb P. patens
• 
  Quatre ecotips diferents de P. patens Emmagatzemat a la Molsa Internacional Centre Accionari
• 
  Protonema Cèl·lules de P. patens
• 
  El polycomb FIE de gen és expressat (blau) en unfertilised cèl·lules d'ou de la molsa P. patens (Correcte) i l'expressió deixa de després que fertilització en l'esporòfit diploide en desenvolupament (esquerre). In situ GUS staining de dos sexe femella òrgans (archegonia) d'un transgenic la planta que expressa un translational fusió de FIE-uidA sota control del promotor de FIE natiu.
• 
  Physcomitrella knockout Mutants: Deviating els fenotips van induir per transformació amb un gen-disrupció-biblioteca. Physcomitrella Salvatge-tipus i va transformar les plantes van ser crescudes en mínim Knop medi per induir diferenciació i desenvolupament de gametophores. Per cada planta, un overview (fila superior; bar d'escala correspon a 1 mm) i un proper-amunt (fila inferior; iguals de bar de l'escala 0.5 mm) és mostrat. Un: planta de molsa de tipus salvatge Haploide completament cobert amb leafy gametophores i proper-amunt de fullade tipus salvatge . B–D: Mutants diferents.

Taxonomia

P. patens Era primer descrit per Johann Hedwig en la seva 1801 Species Muscorum Frondosorum de feina Muscorum Frondosorum, sota el nom Phascum patens. Physcomitrella És de vegades tractat com a sinònim del genus Aphanorrhegma, en quin cas P. patens És sabut com Aphanorrhegma patens. El nom genèric Physcomitrella implica una semblança a Physcomitrium, el qual és anomenat pel seu gran calyptra, diferent que de Physcomitrella.

Referències

[[Categoria:Pàgines amb traduccions sense revisar]]