Исследователи из Института Грегора Менделя Австрийской академии наук обнаружили новый важный фактор в эпигенетике растений. Недавно описанный белок обеспечивает надежную передачу растениями своих химических «маркеров памяти», определяя, какие гены активны, а какие нет.
Геномы растений полны «прыгающих генов», которые могут копировать себя и встраиваться в другие места генома. Если эти так называемые транспозоны становятся неконтролируемо активными, они повреждают геном. Чтобы подавить этих «нарушителей спокойствия», растения прибегают к эпигенетике: химические маркеры в ДНК действуют как переключатели, определяя, какие гены остаются активными, а какие деактивируются. Таким образом, транспозоны эффективно подавляются и не могут «прыгать». Однако то, как растения сохраняют эти маркеры во время каждого деления клетки, остаётся загадкой.
Новое исследование, проведенное под руководством Пьера Бурге и при поддержке Фредерика Берже в Институте молекулярной биологии растений им. Грегора Менделя Австрийской академии наук (ÖAW) в сотрудничестве с Университетом Кюсю, выявило принципиально нового игрока в эпигенетике растений: ранее неизвестный белок CDCA7, который исследователи описывают в своей публикации в журнале «Nature Plants».
Ранее белку DDM1 приписывали широкий спектр эпигенетических меток. Однако было неясно, как и когда DDM1 наносит каждый тип меток. Именно здесь в игру вступает недавно описанный CDCA7: «Когда DDM1 работает вместе с CDCA7, он фокусируется, как нам удалось показать, на очень специфичной метке для подавления генов», — объясняет Пьер Бурге.
«Для других задач и меток DDM1, вероятно, работает с другими партнерами», — продолжает исследователь растений.
Исследователи узнали еще больше о CDCA7. Этот недавно изученный белок влияет на реакцию растения на подобные маркеры. Чем активнее CDCA7, тем сильнее подавляются нежелательные гены.
«Естественные вариации гена CDCA7 действуют как регулятор, — объясняет Пьер Бурге. — Это позволяет различным популяциям растений тонко настраивать свои защитные механизмы и защищать свой геном от внутренней угрозы, исходящей от «прыгающих» генов».
Эти различия связаны с важными репродуктивными признаками: они влияют, например, на размер семян, который критически важен для выживания растений в экстремальных условиях окружающей среды. Исследователи убеждены, что CDCA7 может играть важную роль в адаптации популяций растений к местному климату и условиям окружающей среды посредством эпигенетической изменчивости.
Изображение: Arabidopsis thaliana. Автор: Йоханнес Хлох. Источник: Австрийская академия наук
