Исследование вернализации определяет новую фазу в универсальном эпигенетическом механизме

Цветение многих растений контролируется различными внешними и молекулярными сигналами. Один из таких сигналов — продолжительный холод — синхронизирует цветение с весной в процессе, известном как вернализация.

Механистическое понимание вернализации внесло вклад в развивающуюся область эпигенетики, изучающей влияние окружающей среды на гены.

Ключевой фактор в вернализации — ген транскрипционного фактора Flowering Locus C (FLC). Зимний холод "выключает" (подавляет) экспрессию FLC, и это состояние эпигенетически поддерживается. Это создает у растения "память" о воздействии низких зимних температур и позволяет ему реагировать на длинные весенние дни началом цветения.

Ранее было показано, что вернализация зависит от активности Polycomb репрессивного комплекса, который подавляет гены, включая FLC.

Исследователи из групп профессоров Кэролайн Дин и Мартина Ховарда в John Innes Centre изучают естественную изменчивость этого процесса у различных аксениций Arabidopsis thaliana.

Предыдущие работы показали, что однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) — замены одного нуклеотида в ДНК — влияют на то, сколько холода требуется для подавления экспрессии FLC. Данное исследование анализирует эти SNPs и показывает, как они работают в комбинации, влияя на "память" растения о зиме.

Изучение подавления гена в контексте этих SNPs позволило определить дополнительную фазу в последовательности событий, задействованных в механизме подавления Polycomb.

Результаты, вероятно, будут иметь значение для понимания сроков цветения у растений с широким спектром репродуктивных стратегий.

В более широком смысле, исследование определяет несколько стадий подавления Polycomb. Их важность различается в зависимости от того, делятся ли клетки (и, следовательно, реплицируется ли ДНК) — при этом SNPs придают разную стабильность этим фазам.

Определение этих фаз выявляет сходства в механизме подавления Polycomb у таких разных организмов, как растения, мухи и люди.