Генетическая основа долгосрочной термоустойчивости у модельного растения

Две статьи в PNAS Nexus описывают генетическую основу долгосрочной термоустойчивости у модельного растения Arabidopsis thaliana, что имеет значение для селекции сельскохозяйственных культур.

Разные механизмы устойчивости

• Теруюки Тадзи и коллеги оценили десятки линий резуховидки Таля на устойчивость к долгосрочному (37°C в течение 36 дней) и краткосрочному (42°C в течение 50 минут) тепловому стрессу.
• Внутри вида обнаружена значительная вариативность, но почти не было совпадения в реакции на два разных типа стресса. Это указывает, что долгосрочная термоустойчивость контролируется иными клеточными механизмами, чем более изученная краткосрочная.

Локус LHT1/MAC7

• Методом хромосомного картирования у потомства F2 от скрещивания чувствительной и толерантной к долгосрочному нагреву линий был идентифицирован ответственный генетический локус — LHT1.
• Этот локус идентичен MAC7, входящему в MOS4-ассоциированный комплекс (широко консервативный у эукариот). Он кодирует предполагаемую РНК-хеликазу, участвующую в сплайсинге мРНК.
• У чувствительной линии одноаминокислотная делеция в LHT1 привела к потере функции, что вызвало множество нарушений в сплайсинге.

Мутанты sloh

• В другой работе команда также выявила мутантные растения, необычно чувствительные к долгосрочному, но не краткосрочному тепловому стрессу — sloh3 и sloh63.
• Мутант sloh63 также оказался гиперчувствителен к солевому стрессу. Мутации были прослежены до того же MOS4-ассоциированного комплекса.
• Оба мутанта демонстрировали аномалии в сплайсинге мРНК, стресс эндоплазматического ретикулума и последующий ответ на развернутые белки.

Ключевая роль сплайсинга

• Обработка ингибитором сплайсинга снижала долгосрочную термоустойчивость и усиливала стресс ЭПР.
• Вывод авторов: поддержание точного сплайсинга мРНК с помощью MOS4-ассоциированного комплекса критически важно для выживания при долгосрочном тепловом стрессе.