Как ядерные события заставляют цветок цвести

Цветы — это репродуктивные органы растения. Их формирование зависит от строгих ядерных событий, нарушение которых может привести к стерильности растения. Новое исследование учёных из Института науки и технологий Нары (NAIST) показывает, как два фактора транскрипции, AGAMOUS и CRABS CLAW, последовательно связываются с геном YUC4, ответственным за синтез растительного гормона ауксина. Результаты, опубликованные в Nature Communications, дают эпигенетическое объяснение правильному формированию гинецея — женского репродуктивного органа цветковых растений.

Формирование цветочных органов и прекращение роста цветочного меристема определяются молекулярными событиями внутри ядра. Исследовательская группа профессора Тосиро Ито изучала эпигенетическую регуляцию факторами транскрипции.

"AGAMOUS — это главный регулятор прекращения роста цветочного меристема. Одной из его мишеней является CRABS CLAW, который регулирует рост и дифференцировку растительных стволовых клеток", — говорит доцент Нобутоси Ямагути, руководивший исследованием.

Используя мутантные версии растения Arabidopsis, исследователи обнаружили, что AGAMOUS и CRABS CLAW связываются с геном YUC4, но в разных местах и в определённой последовательности.

"Связывание CRABS CLAW происходило после связывания AGAMOUS. Связывание AGAMOUS открывало хроматин, обнажая промоторный участок YUC4. Эта контурная прямая связь приводила к прекращению роста цветочного меристема и позволяла формироваться гинецею", — объясняет профессор Тосиро Ито.

Хотя сайты связывания AGAMOUS и CRABS CLAW находились близко друг к другу, эти два фактора транскрипции не взаимодействовали между собой. Вместо этого AGAMOUS образовывал комплекс с двумя известными хроматин-ремоделирующими белками, CHR11 и CHR17, перед связыванием с YUC4. Таким образом, AGAMOUS активировал CRABS CLAW, что приводило к синергетической активации YUC4 двумя факторами транскрипции.

Регуляция состояния хроматина AGAMOUS и CRABS CLAW даёт важное понимание цветения растений, которое может быть использовано в сельском хозяйстве.

"Контурная прямая связь может быть важна для активации YUC4 в правильное время и в правильном месте. Контроль над такими контурами может позволить выращивать растения, дающие больше или более крупные плоды", — говорит Ямагути.