Транспозон COPIA-R7 усиливает иммунитет растения-хозяина против патогенов
Генетики из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что транспозон COPIA-R7, считавшийся "эгоистичной" или "мусорной ДНК", приносит пользу своему хозяину — растению Arabidopsis.
Ключевые открытия:
- Транспозон COPIA-R7 встроился в ген устойчивости к болезням RPP7.
- Это встраивание усиливает иммунитет растения против патогенных микроорганизмов, представляющих большую группу грибоподобных паразитов.
- Это редкий пример "адаптивной вставки транспозона" — случая, когда транспозон оказывает положительное влияние на организм-хозяина и ускоряет его эволюцию.
Механизм действия:
COPIA-R7 влияет на ген RPP7 через эпигенетический код, который определяет степень активности генов. Транспозон ассоциирован с эпигенетическим сигналом H3K9me2 — типом молекулярной "метки", которая обычно подавляет активность транспозонов.
Однако в данном случае эта метка приобрела новую функцию:
- Внутри гена RPP7 сигнал H3K9me2 не подавляет COPIA-R7, а, наоборот, способствует активности гена устойчивости.
- Растения используют H3K9me2-опосредованную обработку матричной РНК (mRNA), чтобы точно устанавливать уровень активности RPP7.
Значение и перспективы:
- Для фундаментальной науки: Работа критически важна для понимания того, как транспозоны влияют на эволюцию своих хозяев.
- Для биотехнологии: Открытый эпигенетический механизм можно использовать для улучшения сельскохозяйственных культур. Принцип этого "молекулярного переключателя" на основе H3K9me2 может быть применён ко всем генетически модифицируемым культурам.
Планы на будущее:
Исследователи планируют изучить, как растения динамически регулируют уровни H3K9me2 у COPIA-R7 при атаке патогенов, и выяснить, применим ли этот механизм к другим генам, важным для иммунитета растений. Это может указывать на новый эпигенетический механизм, позволяющий растениям чувствовать патогенную атаку и запускать иммунный ответ.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.