Как циннии сформировали биолога и другие интересные факты о растениях
Биолог из Университета Эмори Роджер Дил с детства увлечён растениями. Его первым опытом стали циннии, посаженные в 10 лет: из крошечных семян выросли целые организмы, что поразило его и вызвало вопрос о том, как работает их жизненный цикл.
Дил подчёркивает фундаментальную роль растений: они наполнили атмосферу Земли кислородом, являются источником всей необходимой нам энергии и важной частью нашей эстетики.
Его научный путь начался с работы в лаборатории по фиторемедиации — использованию растений (таких как трава Spartina) для очистки почвы от загрязнений, например, ртути.
В своей лаборатории в Эмори Дил изучает, как растения строят и адаптируют свои тела, исследуя генетику и биологию развития. Ключевой вопрос — как из частей генома собирается целый организм.
- У человека около 30 000 генов, но они составляют лишь 2% генома. Остальное — не "мусорная ДНК".
- ДНК упакована в ядре клетки с помощью белков гистонов, образуя хроматин.
- Хроматин регулирует включение и выключение генов, определяя функцию клетки и контролируя её деление. Сбои в этой системе могут приводить к образованию опухолей.
Модельный организм в лаборатории Дила — Arabidopsis thaliana, небольшое цветковое растение из семейства капустных.
- Его геном в 20 раз меньше человеческого, но содержит примерно столько же генов, что упрощает поиск регуляторных элементов.
- Arabidopsis — "дрозофила" растительного мира.
Исследуя переход растения от вегетативного роста к цветению, учёные сосредоточились на гистоновом белке H2AZ, важном компоненте хроматина у растений, животных и грибов.
- У животных ген H2AZ необходим для жизни: без него эмбрион погибает. Его избыточная продукция связана с развитием некоторых видов рака (например, груди и простаты).
- Растения Arabidopsis без гена H2AZ выживают, но у них нарушаются размер листьев, время цветения и устойчивость к патогенам.
Это делает Arabidopsis удобной моделью для изучения этого гена и его "переключателя". "Мы можем радикально вмешиваться в работу Arabidopsis, удаляя этот критический регулятор, и изучать последствия на молекулярном уровне", — говорит Дил. — "Мы надеемся, что наше исследование поможет понять что-то о биологии рака и биологии развития животных и растений одновременно".