В новой статье, опубликованной в журнале eLife, Сюехуа Чжун из Университета Висконсин-Мэдисон и ее коллеги описывают, как эпигенетический белковый комплекс действует как связующее звено между окружающей средой и геномом, способствуя старению растений.Этот комплекс представляет собой специфическую гистоновую деацетилазу (HDAC), называемую HDA9, и помогает преобразовывать сигналы окружающей среды, такие как темнота, в эпигенетические изменения. Эпигенетика относится к изменениям, которые влияют на экспрессию генов, закодированных в ДНК живых организмов, а не к изменениям самой ДНК.
Например, осенние цвета меняются, когда более короткий световой день влияет на экспрессию генов, ответственных за определенные пигменты листьев. «Эпигенетика — один из важных участников взаимодействия между окружающей средой и нашим телом», — говорит Чжун, доцент генетики и преподаватель Висконсинского института открытий. Ее исследования сосредоточены на том, как экспрессия генов в росте и развитии регулируется эпигенетической модификацией и как на эту регуляцию могут влиять стимулы окружающей среды.Старение или старение — сложный процесс, жизненно важный для жизненного цикла растения.
Эффективность этого процесса имеет решающее значение для биологического успеха: преждевременное старение может привести к снижению урожайности, что является серьезной проблемой для производства потомства и выращивания сельскохозяйственных культур. С другой стороны, запоздалое старение снижает продуктивность растения из-за задержки перераспределения питательных веществ и может повлиять на жизнеспособность следующего поколения.
Путем поиска в геноме общей экспериментальной модели растения Arabidopsis thaliana (широко известного как кресс-салат) в поисках мест, где связывается HDA9, группа Чжун нашла доказательства того, что он играет ключевую роль в процессе старения. Он действует на ранее идентифицированные гены, кодирующие различные компоненты старения.«Мы обнаружили, что этот белок связывается со многими генами, у которых есть потенциальные функции в процессе старения. Это дает некоторую другую информацию, которая побудила нас изучить потенциальные функции в [процессе]», — говорит Сянсонг Чен, научный сотрудник, работающий с Чжун и первый автор статьи.
Команда говорит, что новый профиль HDAC запускает процесс старения, который отвечает за разноцветные листья осеннего сезона. По словам Чжун, этот процесс также имеет ключевое значение с коммерческой точки зрения, и понимание механизма старения является значительным шагом вперед в исследованиях эпигенетики.
«Мы считаем, что эта информация послужит основой для разработки новой стратегии управления процессами старения растений с целью повышения урожайности, что может оказаться очень полезным для улучшения сельского хозяйства», — говорит Чжун.