Влияние мутаций в генах Mtl/Nld/Pla1, Dmp7/Duf679, Bbm1 кукурузы на конформацию кодируемых ими белков
Год: 2024
Страницы: 260-266
Номер: Том 16, № 3
Тип: научная статья
DOI: https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2024-16
Рубрика: Статьи
Авторы: Фадеев Владимир Васильевич, Моисеева Елизавета Михайловна, Чумаков М.И.
Аннотация:
В статье приведен анализ конформации белков гиногенеза кукурузы (Zea mays L.) (MTL/NLD/PLA1, DMP7/DUF679, BBM1) при спонтанных мутациях в нуклеотидных последовательностях кодирующих их генов. Показано, что вставка четырех нуклеотидов в последовательность гена Zm_Mtl/Nld/Pla1 у гаплоиндуцирующей линии Stock 6 вызывает изменение аминокислотного состава одной из β-складок и замене двух α-спиралей белка неструктурированным участком. Установлено, что замена одного нуклеотида у гена Zm_Dmp7/Duf679 гаплоиндуцирующей линии кукурузы CAU5 приводит к изменению положения α-спирали 3D модели белка DMP8/DUF679. Однонуклеотидные замены в гене Zm_Bbm1 у партеногенетической линии кукурузы не приводят к изменению аминокислотного состава и конформации соответствующих белков.
Ключевые слова:
гены гиногенеза, Mtl/Nld/Pla1, Dmp7/Duf679, Bbm1, кукуруза, мутации, 3D модели белков, AlphaFold 3
Библиографический список:
- Еналеева Н.Х., Тырнов В.С., Селиванова Л.П., Завалишина А.Н. Одинарное оплодотворение и проблема гаплоиндукции в кукурузе // Доклады Академии Наук СССР. 1997. Т. 353. С. 405–407.
- Тырнов В.С., Завалишина А.Н. Индукция высокой частоты матроклинических гаплоидов в кукурузе // Доклады Академии Наук СССР. 1984. Т. 276. С. 735–738.
- Чумаков М.И., Мазилов С. И. Генетический контроль гиногенеза у кукурузы (обзор) // Генетика. 2022. Т.58. №4. C. 388–397. doi:10.31857/S001667582204004X
- Abramson J., Adler J., Dunger J. <…> Jaderberg M., Hassabis D., Jumper J. M. Accurate structure prediction of biomolecular interactions with AlphaFold 3 // Nature. 2024. V.630. P. 493–500. https://doi.org/10.1038/s41586-024-07487-w
- Boutilier K., Offringa R., Sharma V., Kieft H., Ouellet T., Zhang L., Hattori J., Liu C., van Lammeren A. M., Miki L. A., Custers B. M., van Lookeren Campagne M. Ectopic expression of BABY BOOM triggers a conversion from vegetative to embryonic growth // Plant Cell. 2002. V. 14(8). P. 1737–1749. doi:10.1105/tpc.001941
- Chase S.S. Monoploid frequencies in a commercial double cross hybrid maize, its component single cross hybrids and inbred lines. Genetics. 1949. V. 34. P. 328–332. doi:10.1093/genetics/34.3.328
- Coe E.H. A line of maize with high haploid frequency // American Naturalist. 1959. V. 59. P. 381–382. doi:10.1086/282098
- Conner J.A., Mookkan M., Huo H., Ozias-Akins P. A parthenogenesis gene of apomict origin elicits embryo formation from unfertilized eggs in a sexual plant // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015. V. 112(36). P. 11205–11210. doi:10.1073/pnas.1505856112
- Conner J.A., Podio M., Ozias-Akins P. Haploid embryo production in rice and maize induced by PsASGR-BBML transgenes // Plant Reprod. 2017. V. 30(1). P. 41–52. doi:10.1007/s00497-017-0298-x
- Florez S.L., Erwin R.L., Maximova S.N., Guiltinan M.J., Curtis W.R. Enhanced somatic embryogenesis in Theobroma cacao using the homologous BABY BOOM transcription factor // BMC Plant Biol. 2015. V. 15. P. 121. doi:10.1186/s12870-015-0479-4
- Gilles L.M., Calhau A.R.M., La Padula V., Jacquier N.M.A., Lionnet C., Martinant J.P., Rogowsky P.M., Widiez T. Lipid anchoring and electrostatic interactions target NOT-LIKE-DAD to pollen endo-plasma membrane // J. Cell Biol. 2021. V. 220. Article e202010077. doi:10.1083/jcb.202010077
- Gilles L.M., Khaled A., Laffaire J.B., Chaignon S., Gendrot G., Bergès H., Beydon G., Bayle V., Barret P., Comadran J., Martinant J., Rogowsky P., Widiez T. Loss of pollen-specific phospholipase NOT LIKE DAD triggers gynogenesis in maize // EMBO J. 2017. V. 36. P. 707–717. doi:10.15252/embj.201796603
- Heidmann I., De Lange B., Lambalk J., Angenent G.C., Boutilier K. Efficient sweet pepper transformation mediated by the BABY BOOM transcription factor // Plant Cell Rep. 2011. V. 30. P. 1107–1115. doi:10.1007/s00299-011-1018-x
- Kelliher T., Starr D., Richbourg L., Chintamanani S., Delzer B., Nuccio M., Green J., Chen Z., McCuiston J., Wang W. MATRILINEAL, a sperm-specific phospholipase, triggers maize haploid induction // Nature. 2017. V. 542. P. 105–109. doi:10.1038/nature20827
- Liu C., Li X., Meng D., Zhong Y., Chen C., Qi X., Tian X., Zhang D., Li W., Jiao Y., Zhao H., Song W., Luo M., Xu R., Li J., Liang Q., Zhang M., Lai J., Han B., Li J. A 4-bp insertion at ZmPLA1 encoding a putative phospholipase A generates haploid induction in maize // Molecular Plant. 2017. V. 10. P. 520–522. doi:10.1016/j.molp.2017.01.011
- Luo M., Bilodeau P., Koltunow A., Dennis E.S., Peacock W.J., Chaudhury A.M. Genes controlling fertilization-independent seed development in Arabidopsis thaliana // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96(1). P. 296–301. doi:10.1073/pnas.96.1.296
- Moiseeva E.M., Fadeev V.V., Fadeeva Yu.V., Mazilov S.I., Chumakov M.I. Comparative analysis of maize gynogenesis gene mutation // Russian Journal of Genetics. 2024. V. 60(10). P. 1333–1340. doi:10.1134/S102279542470087X
- Takahashi T., Mori T., Ueda K., Yamada L., Nagahara S., Higashiyama T., Sawada H., Igawa T. The male gamete membrane protein DMP8/DUF6799/DAU2 is required for double fertilization in flowering plants // Development. 2018. V. 45. Iss. 23. Article dev170076. doi:10.1242/dev.170076
- Xu X., Li L., Dong X., Jin W., Melchinger A.E., Chen S. Gametophytic and zygotic selection leads to segregation distortion through in vivo induction of a maternal haploid in maize // J. Experimental Botany. 2013. V. 64. P. 1083–1096. doi:10.1093/jxb/ers393
- Zhong Y., Liu C., Qi X., Jiao Y., Wang D., Wang Y., Liu Z., Chen C., Chen B., Tian X., Li J., Chen M., Dong X., Xu X., Li L., Li W., Liu W., Jin W., Lai J., Chen S. Mutation of ZmDMP8/DUF679 enhances haploid induction in maize // Nature Plants. 2019. V. 5. P. 575–580. doi:10.1038/s41477-019-0443-7