Растения передают «память» о высоком уровне CO₂ потомству через метилирование ДНК

Новое исследование под руководством Кита Слоткина из Центра наук о растениях Дональда Дэнфорта раскрыло механизм, позволяющий растениям адаптироваться к стрессовым условиям, таким как повышенный уровень углекислого газа (CO₂) и экстремальная жара. Работа опубликована в журнале The New Phytologist.

Ключевое открытие: Трансгенерационное наследование устойчивости происходит через метилирование ДНК. Это процесс, при котором растения «маркируют» ДНК, не меняя её генетический код, что даёт клеткам потомства информацию о том, как «считывать» эту ДНК. Явление подтверждено на двух эволюционно далёких видах — мхе и арабидопсисе (Arabidopsis).

Практическое значение: Это открывает путь к созданию устойчивых культур. Родительские растения можно целенаправленно выращивать в стрессовых условиях (например, на грани выживания при экстремальной жаре), и их семена дадут потомство с повышенной устойчивостью к этому стрессору.

«Мы теперь понимаем конкретные факторы метилирования ДНК, которые обеспечивают память о стрессовом ответе, — говорит Кит Слоткин. — В будущем мы сможем управлять этим процессом, чтобы создавать растения, постоянно устойчивые к такому стрессу».

Почему это важно для растений? В отличие от животных, растения не могут убежать от неблагоприятных условий. Стресс (засуха, жара) вызывает у них ответную реакцию, которая сохраняется и после прекращения воздействия. Более того, эта «закалка» передаётся следующему поколению.

Контекст исследования: Изучение реакции на высокий уровень CO₂ критически важно в условиях изменения климата. Подтверждение эффекта у мха, эволюционно далёкого от других изученных растений, указывает, что это широко распространённое правило в растительном мире. Арабидопсис же позволил детально изучить молекулярные механизмы формирования и передачи «памяти».

Дальнейшие шаги: Команда уже изучает поведение важных сельскохозяйственных культур, таких как рис и табак, и углубляется в молекулярные детали процесса.