Гены семейства CLASSY регулируют тканеспецифичное метилирование ДНК у растений
Исследователи из Института Солка обнаружили, что гены семейства CLASSY (CLSY 1–4) определяют, какие участки генома будут "выключены" за счёт метилирования ДНК в разных тканях растения. Это ключевой механизм, создающий эпигенетическое разнообразие, необходимое для правильного роста и развития. Работа опубликована в Nature Communications 11 января 2022 года.
Роль метилирования ДНК
Метилирование ДНК — это присоединение метильных групп к ДНК, что действует как метка "выключить". Этот эпигенетический процесс, не меняющий саму последовательность ДНК, важен для определения клеточной идентичности, но его нарушения могут приводить к дефектам развития у растений и раку у животных.
Как работают гены CLASSY
Исследуя модельное растение Arabidopsis thaliana, учёные выяснили, что:
- CLSY-гены экспрессируются по-разному в разных тканях. Например, все четыре гена активны в цветочных почках, CLSY3 сильно экспрессируется в семяпочках, а CLSY1 — в листьях и розетке.
- Они направляют основной аппарат метилирования ДНК через малые РНК к определённым участкам генома.
- Мутации в CLSY генах приводят к изменению паттернов малых РНК и метилирования ДНК в тысячах сайтов генома, специфичных для каждой ткани.
Значение открытия
"До этого мы не понимали, как создаётся разнообразие паттернов метилирования ДНК в процессе развития, и не могли управлять этой системой. Теперь, зная, что CLSY контролируют метилирование тканеспецифичным образом, у учёных появился инструмент для точного изменения этих паттернов", — говорит старший автор работы Джули Лоу.
Это открытие имеет широкие перспективы для сельского хозяйства (повышение урожайности) и медицины (развитие прецизионных методов лечения).