Как растения избавляются от геномного «багажа» родителей
Передача здорового генома — критически важная часть создания жизнеспособного потомства. Но что происходит, когда в геноме есть вредные модификации, которые не хочется передавать? Растения-«младенцы» выработали метод «очистки» и повторной установки только тех модификаций, которые нужны им для роста и развития.
Профессор Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (CSHL) и исследователь HHMI Роб Мартинсен и его коллеги обнаружили один из генов, ответственных за восстановление модификаций в геноме растения-«младенца».
Эпигенетический сброс
- Эпигенетические модификации растения помогают выключать гены в нужное время.
- Эти изменения накапливаются с возрастом. Например, у дерева цветы, появившиеся через сто лет после прорастания, несут множество эпигенетических изменений.
- Сброс этих модификаций у потомства важен, чтобы не наследовать «эпигенетические побочные повреждения».
Роль белка SUVH9
После того как растения-«младенцы» удаляют эпигенетические модификации, белок SUVH9 возвращает те из них, которые необходимы для выживания.
- Без SUVH9 растения развиваются плохо, поскольку неправильные гены включаются в неподходящее время.
- Белок использует короткие фрагменты RNA, чтобы найти правильные места для восстановления полезных модификаций — на мобильных генетических элементах (транспозонах).
- SUVH9 добавляет эпигенетические модификации к транспозонам, что гарантирует выключение соседних генов в нужный момент.
- Это также останавливает «прыжки» транспозонов по геному, которые могут нарушить работу других генов.
Эволюционное значение
Учёные полагают, что белок SUVH9 способствовал сегодняшнему разнообразию растений.
- Предотвращая разрушительное воздействие вредных транспозонов на гены, этот белок позволил развиваться разным видам.
- Это может быть частью молекулярного механизма, объясняющего, как цветковым растениям удалось стать столь разнообразными и породить так много видов за короткий (в эволюционном плане) срок.
Исследование опубликовано в журнале Genes & Development.