Роль РНК в защите растений. Открытие ученых Лаборатории Колд-Спринг-Харбор

Ученые из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) обнаружили механизмы, с помощью которых растения могут восстанавливать нормальное деление хромосом, даже если один из ключевых генов, управляющих этим процессом, поврежден. Исследования показали, что Arabidopsis thaliana использует как молекулу DDM1, так и малые РНК для защиты центромер, управляющих разделением хромосом.

В процессе деления клеток растениям необходимо точно разделять хромосомы, и центромеры играют важную роль в этом механизме. Обычно эту функцию выполняет молекула DDM1, которая контролирует правильное разделение хромосом. Однако, как объясняет профессор Роб Мартиенссен, потеря DDM1 у растений не приводит к тяжелым последствиям, как это происходит у людей, где такая потеря вызывает серьезные генетические заболевания, например синдром ICF.

Учёные решили выяснить, почему арабидопсис способен сохранять свою жизнеспособность без DDM1. Как оказалось, у этого растения есть запасной план в виде малых РНК, которые активируют процесс RNAi, компенсируя потерю основной молекулы. Исследователи из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор попытались удалить обе эти системы у растений, и результат оказался катастрофическим: растения проявили серьёзные дефекты в развитии.

«Мы обнаружили, что транспозоны в хромосоме 5 нарушали работу центромеры, когда DDM1 и RNAi отсутствовали. Но, к счастью, нам удалось восстановить функцию центромеры с помощью коротких шпилечных РНК».

— Роб Мартиенссен, профессор Лаборатории Колд-Спринг-Харбор

Учёные разработали молекулы малых РНК, которые способны распознавать транспозоны и восстанавливать нормальное деление хромосом. Это открытие позволило вернуть растениям нормальное развитие, и они вновь стали плодовитыми. Это исследование может иметь большое значение не только для сельского хозяйства, но и для медицины, так как неравномерное деление хромосом у людей связано с такими заболеваниями, как рак и синдромы ИБС. Мартиенссен надеется, что его исследования помогут разработать новые методы лечения этих болезней.