Physcomitrium patens , (sinónimo: Physcomitrella patens [2] [3] ) el musgo de tierra que se propaga , [4] es un musgo (briofita) utilizado como organismo modelo para estudios sobre la evolución, el desarrollo y la fisiología de las plantas.
Physcomitrella patens es una de las primeras colonizadoras de lodo y tierra expuestos alrededor de los bordes de charcos de agua. [5] [6] P. patens tiene una distribución discontinua en las partes templadas del mundo, con la excepción de América del Sur. [7] La cepa de laboratorio estándar es el aislado "Gransden", recolectado por H. Whitehouse de Gransden Wood , en Cambridgeshire en 1962. [5]
Los musgos comparten procesos genéticos y fisiológicos fundamentales con las plantas vasculares , aunque los dos linajes se separaron temprano en la evolución de las plantas terrestres. [8] Un estudio comparativo entre los representantes modernos de las dos líneas puede dar una idea de la evolución de los mecanismos que contribuyen a la complejidad de las plantas modernas. [8] En este contexto, P. patens se utiliza como organismo modelo .
P. patens es uno de los pocos organismos multicelulares conocidos con recombinación homóloga altamente eficiente . [9] [10] lo que significa que una secuencia de ADN exógeno se puede dirigir a una posición genómica específica (una técnica llamada selección de genes ) para crear musgos knockout . Este enfoque se denomina genética inversa y es una herramienta poderosa y sensible para estudiar la función de los genes y, cuando se combina con estudios en plantas superiores como Arabidopsis thaliana , puede usarse para estudiar la evolución molecular de las plantas .
La eliminación o alteración dirigida de genes de musgo se basa en la integración de una cadena corta de ADN en una posición definida en el genoma de la célula huésped. Ambos extremos de esta hebra de ADN están diseñados para ser idénticos a este locus genético específico . A continuación, la construcción de ADN se incuba con protoplastos de musgo en presencia de polietilenglicol . Dado que los musgos son organismos haploides , los filamentos de musgo en regeneración ( protonemata ) se pueden analizar directamente para detectar genes en un plazo de 6 semanas mediante métodos de PCR . [11] El primer estudio que utilizó musgo knockout apareció en 1998 e identificó funcionalmente ftsZcomo un gen fundamental para la división de un orgánulo en un eucariota . [12]
Además, P. patens se usa cada vez más en biotecnología . Algunos ejemplos son la identificación de genes de musgo con implicaciones para la mejora de cultivos o la salud humana [13] y la producción segura de productos biofarmacéuticos complejos en biorreactores de musgo . [14] Mediante la inactivación de múltiples genes , se diseñaron plantas de Physcomitrella que carecen de la glicosilación de proteínas postraduccional específica de la planta . Estos musgos knockout se utilizan para producir productos biofarmacéuticos complejos en un proceso llamado agricultura molecular . [15]