Растения обладают механизмом контроля за производством белков, ранее известным только у животных
Исследователи из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) обнаружили, что у растений существует сложный механизм контроля за производством новых белков — телескриптинг. Ранее считалось, что этот процесс, обеспечивающий полноценное завершение считывания генетических инструкций, существует только в клетках животных. Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.
Как работает контроль
- Белки, управляющие всеми жизненными процессами растений, создаются по инструкциям, закодированным в генах (ДНК).
- Эти инструкции сначала транскрибируются (считываются) в молекулы РНК, которые служат чертежами для сборки белков.
- Ключевую роль в этом процессе играет комплекс U1
snRNP. Он выполняет две функции:
- Как часть сплайсосомы, помогает правильно "вырезать" ненужные участки РНК и "склеить" информативные.
- Обеспечивает телескриптинг — предотвращает преждевременную остановку транскрипции, гарантируя, что РНК-чертеж будет полностью завершён.
Эксперимент на Arabidopsis thaliana
Для проверки гипотезы учёные создали в лаборатории растения Arabidopsis thaliana с искусственно сниженным количеством молекул U1 snRNP — примерно до 10% от нормального уровня. Дальнейшее снижение делало растение нежизнеспособным.
Результаты:
- Фенотип: Растения были значительно меньше нормальных, с недоразвитыми листьями.
- Анализ генов: Учёные обнаружили несколько сотен укороченных фрагментов РНК, что указывает на преждевременную остановку транскрипции.
- Вывод: "Мы были удивлены, что нашли так много фрагментов РНК. У Arabidopsis thaliana относительно короткие гены, поэтому влияние комплекса U1 snRNP на процесс транскрипции должно быть довольно небольшим. У других растений, например, некоторых папоротников и сосен, гены длиннее, так что эффект здесь может быть ещё больше", — объясняет профессор Саша Лаубингер.
Значение открытия
Исследование даёт важное понимание того, как контролируется активность генов у растений. Поскольку известно, что телескриптинг может изменять активность генов в человеческих клетках при тепловом стрессе, аналогичный механизм у растений потенциально можно использовать для повышения их устойчивости, например, к последствиям изменения климата.