Созревание клубники: обнаружены ключевые модификации гистонов

Созревание плодов — это строго регулируемый процесс, управляемый как гормональными, так и средовыми факторами, однако эпигенетические механизмы, контролирующие этот процесс, остаются не до конца ясными.

Модификации гистонов, известные своей способностью изменять структуру хроматина и экспрессию генов, являются ключевыми регуляторами развития растений. Однако их роль в созревании неклимактерических плодов, таких как клубника, изучена недостаточно.

Восполняя эти пробелы, новое исследование изучает, как модификации гистонов влияют на созревание плодов на уровне хроматина. Ученые из Нанкинского сельскохозяйственного университета и Университета Коннектикута опубликовали свои результаты в журнале Horticulture Research 7 июня 2024 года.

Исследование предлагает комплексную хроматин-центричную аннотацию генома клубники, раскрывая, как динамические модификации гистонов управляют изменениями в экспрессии генов во время созревания плодов. Идентификация восьми различных состояний хроматина, связанных с транскрипционной активностью, дает более глубокое понимание эпигенетической регуляции в развитии плодов.

Используя секвенирование с иммунопреципитацией хроматина (ChIP-seq), команда картировала семь модификаций гистонов в незрелых и зрелых плодах клубники, обнаружив сложное взаимодействие активных и репрессивных состояний хроматина, регулирующих гены, связанные с созреванием.

Ключевые выводы включают обнаружение активных генных состояний, обогащенных ацетилирующими метками, такими как H3K9/K14ac и H3K27ac, которые связаны с генами, участвующими в накоплении антоцианов, размягчении плодов и производстве аромата. Репрессивные состояния, помеченные H3K27me3, соответствуют генам, замолкающим во время созревания.

Эти результаты подчеркивают ключевую роль ацетилирования гистонов в создании открытой хроматиновой среды, которая облегчает экспрессию генов и стимулирует процесс созревания.

«Это исследование дает новую перспективу на то, как модификации гистонов контролируют созревание плодов на уровне хроматина, — сказал профессор И Ли, автор-корреспондент из Университета Коннектикута. — Картируя эти динамические изменения хроматина, мы можем лучше понять транскрипционные механизмы, которые направляют ключевые переходы в развитии плодов, что информирует стратегии селекции для улучшения качества урожая».

Результаты исследования имеют важное значение для сельского хозяйства и улучшения качества плодов. Понимание динамики состояний хроматина во время созревания может проложить путь к целевым генетическим модификациям, позволяя создавать сорта клубники с оптимизированным профилем созревания, превосходным вкусом и более длительным сроком хранения.

Кроме того, исследование закладывает основу для изучения эпигенетической регуляции у других неклимактерических плодов, расширяя потенциальное влияние на усилия по улучшению сельскохозяйственных культур.