Новые данные о регуляции транскрипции при прорастании семян

Переход от сухого семени к вегетативному проростку — необратимый процесс, требующий почти полного репрограммирования растительного транскриптома. Хотя известно, что активация синтеза белка (трансляции) из хранящихся в семени мРНК — ключевой шаг для запуска прорастания, о перезапуске самого процесса транскрипции было известно меньше.

Исследователи из Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики (CRAG) под руководством Хулии Квесты изучили, когда именно возобновляется транскрипция во время перехода от семени к проростку.

Группа применила инновационные методы РНК-секвенирования и биоимиджинга, чтобы отследить динамику синтеза новой РНК (насинтезированной транскрипции) в ходе прорастания семян и раннего роста проростков у модельного растения Arabidopsis thaliana. Этот комбинированный подход позволил обнаружить транскрипцию РНК очень быстро после регидратации семян (набухания), что указывает на возобновление транскрипции гораздо раньше, чем предполагалось ранее.

Кроме того, чувствительность использованных методов позволила идентифицировать тысячи ранее не аннотированных некодирующих РНК, включая межгенные и антисмысловые длинные некодирующие РНК (lncRNA), а также очень нестабильные некодирующие транскрипты. Эти открытия, вероятно, откроют новые пути для исследования регуляторной роли некодирующего генома в контроле прорастания семян.

На втором этапе работы авторы создали наборы данных о доступности хроматина в масштабе всего генома для того же временного курса прорастания.

Отфильтровав нестабильные некодирующие транскрипты, которые попадали в области доступного хроматина в геноме, авторы смогли обнаружить важные регуляторные элементы, такие как двунаправленная транскрипция и транскрипционные энхансеры. До сих пор не было ясно, транскрибируются ли элементы-энхансеры растений с образованием энхансерных РНК, что является хорошо известной характеристикой энхансеров у многоклеточных животных.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, описывает идентификацию элементов-энхансеров у арабидопсиса, что, вероятно, будет представлять большой интерес для сельскохозяйственно ценных растений.