Растения имеют уникальный "замок" для контроля экспрессии генов

Учёные из Университета Пердью обнаружили, что репрессивные структуры, которые растения используют для подавления генов, построены с потенциальным механизмом самоуничтожения. Это открывает новые пути для управления экспрессией генов и изменения характеристик растений.

Исследование под руководством Джо Огаса показало, что в хроматине с репрессивной эпигенетической меткой H3K27me3 присутствует вариант гистона H2A.Z. Гистоны — это белки, строительные блоки хроматина. Примерно в 90% случаев, когда в растении присутствует метка H3K27me3, гистон H2A замещён вариантом H2A.Z.

H2A.Z и эпигенетическая метка H3K27me3 вместе образуют "замок", который удерживает ген в выключенном состоянии. Однако присутствие H2A.Z потенциально облегчает растению "взлом" этого замка.

"Это не то, что мы обычно наблюдаем у животных. Наши данные указывают, что эта комбинация распространена у растений и может способствовать более динамичному состоянию экспрессии гена, потенциально позволяя быстрое изменение", — сказал Джо Огас.

Другие белки могут распознавать гистон H2A.Z и изменять свойства хроматина, содержащего этот вариант. По сути, это лишает поддержки метку H3K27me3, удаляет её и позволяет гену транскрибироваться.

Исследование проводилось на модельном растении Arabidopsis thaliana. Понимание взаимосвязи между H2A.Z и H3K27me3 может пролить свет на механизм репрессии многих генов, важных для развития растений.

Это открытие важно для селекционеров. Например, масло у соевых бобов образуется только в семенах, но может быть желательно удалить эпигенетическую метку, чтобы позволить создание масла в других частях растения.

"Включение H2A.Z в этот тип хроматина может способствовать наблюдаемой гибкости развития растений. Если вы собираетесь создать стабильное состояние экспрессии, это накладывает ограничения, которые необходимо учитывать", — отметил Огас.

Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell. В работе участвовали учёные из Университета Пердью, Шанхайского центра биологии стресса растений и Университета Эмори.