Раскрыт механизм "переключателя" гормона растений, который раскручивает хроматин для формирования цветков
Растения не могут перемещаться, поэтому они выработали множество стратегий для преодоления стрессов. Одна из них — способность формировать новые органы (корни, ветви, цветки) на протяжении всей жизни. Цветки развиваются только из определённых клеток, получивших специфический сигнал. Хотя было известно, что этот процесс регулируется гормоном ауксином, точный механизм оставался неясным.
Исследователи из Пенсильванского университета выявили "хроматиновый переключатель", опосредованный ауксином. В его отсутствие гены, инициирующие цветение, "упакованы" в плотно свёрнутый хроматин. При наличии ауксина белки ремоделирования хроматина BRM и SYD (части комплекса SWI/SNF) привлекаются к нужным участкам ДНК, раскручивают хроматин и делают гены цветения доступными для транскрипции.
Ключевые открытия:
- Растения Arabidopsis с двойными мутациями в генах BRM и SYD не формируют цветки.
- BRM и SYD связываются с теми же регуляторными областями генов цветения, что и транскрипционный фактор MONOPTEROS (активируемый ауксином), и физически с ним взаимодействуют.
- Искусственное нацеливание BRM и SYD на нужные участки генома в мутантных растениях восстанавливало формирование цветков почти до нормального уровня.
Значение работы:
- Для сельского хозяйства: Механизм можно целенаправленно модифицировать для увеличения числа цветков и потенциального повышения урожайности.
- Для фундаментальной науки: Объясняет, как один гормон (ауксин) может регулировать множество различных процессов (развитие зародыша, корней, цветков), делая хроматин доступным для разных белков.
- Для биомедицины: Белки SWI/SNF (включая BRM) присутствуют у человека и являются супрессорами опухолей. В перспективе это открывает возможность создания "гормонального переключателя" на основе ауксина для их регуляции.
Исследование опубликовано в журнале eLife.