Химическая память растений влияет на выживаемость потомства

Исследователи из Университета Уорика раскрыли механизм, позволяющий растениям передавать «память» потомству, что приводит к дефектам роста и развития.

Чтобы выживать и процветать, растения обладают уникальной способностью ощущать и запоминать изменения в окружающей среде. Это связано с химической модификацией ДНК и гистоновых белков, которая меняет способ упаковки ДНК в ядре клетки и экспрессию генов — процесс, известный как эпигенетическая регуляция.

Обычно эта эпигенетическая информация сбрасывается во время полового размножения, чтобы стереть любую неуместную «память» и обеспечить нормальный рост потомства. В статье «Новая роль гистоновых деметилаз в поддержании целостности генома растений», опубликованной в журнале eLife, обнаружено, что некоторые растения не могут забыть эту информацию и передают её своему потомству, влияя на его шансы на выживание.

Исследователи идентифицировали два белка у резуховидки Таля (Arabidopsis), ранее известных только контролем начала и времени цветения, которые также отвечают за управление «памятью растений» посредством химической модификации (деметилирования) гистоновых белков.

Было показано, что растения, неспособные сбросить эти химические метки во время полового размножения, передают эту «память» последующим поколениям, что приводит к дефектам роста и развития.

Некоторые из этих дефектов были связаны с активацией эгоистичных элементов ДНК, также известных как «прыгающие гены» или транспозоны. Это указывает на то, что стирание такой «памяти» также критически важно для поддержания целостности геномов растений путём подавления транспозонов.

Профессор Хосе Гутьеррес-Маркос, старший автор статьи из Школы наук о жизни Университета Уорика, прокомментировал:

«Наше исследование белков, регулирующих память растений, показало, насколько важно сбрасывать химические метки во время полового размножения, чтобы избежать наследования потомством неуместной «памяти», ведущей к дефектам роста и развития, связанным с нестабильностью генома.

Следующий шаг — выяснить, как манипулировать такой «памятью» для целей селекции растений, чтобы последующие поколения демонстрировали большую адаптивность, позволяющую им процветать в меняющейся среде».