Команда Центра Джона Иннеса во главе с доктором Сяоци Фэном сделала открытие, изучая половые клетки — клетки, специализирующиеся на половом размножении — у цветущих растений.Зародышевые клетки часто называют «бессмертными», потому что они могут передавать свой генетический материал из поколения в поколение. Они были предметом серьезного научного исследования.
Это исследование было направлено на решение долгосрочной дискуссии о том, подвергаются ли половые клетки растений событию репрограммирования метилирования ДНК в каждом репродуктивном цикле.Метилирование ДНК — это модификация ДНК, которая изменяет активность ДНК без изменения генетической последовательности.
Это краеугольный камень эпигенетики — одной из самых быстрорастущих областей наук о жизни с потенциалом улучшения здоровья человека и растений.Репрограммирование метилирования ДНК, которое, как известно, существует у животных, наиболее сильно происходит в половых клетках и регулирует репродуктивный успех от поколения к поколению.
Опубликовано сегодня в Nature Genetics, команда JIC работала в сотрудничестве с коллегами из Университета Лестера, чтобы впервые выявить наличие изменений метилирования ДНК в зародышевой линии цветковых растений.Они также раскрывают механизм, с помощью которого происходит это перепрограммирование — через процесс, известный как de novo (новое) метилирование ДНК, и его биологическое значение для поддержания репродуктивного успеха.Доктор Фенг, руководитель проекта Центра Джона Иннеса, объясняет: «Мы знали, что это восстановление метилирования ДНК является обширным и важным для животных, у которых метилирование стирается и восстанавливается между поколениями.
«Но поскольку растения действительно хорошо переносят информацию о метилировании ДНК из поколения в поколение, считалось, что в зародышевых клетках растений не происходит большого перепрограммирования метилирования. То, что мы обнаружили, показывает, что зародышевые клетки растений также проходят перепрограммирование метилирования, и это важно с функциональной точки зрения».Команда Центра Джона Иннеса сделала это открытие, применив генетический анализ к мужской половой линии эталонного растения Arabidopsis thaliana.Исследование, финансируемое BBSRC, является ключевым прорывом в фундаментальном понимании эпигенетической регуляции развития растений.
Доктор Фэн объяснил: «Наше исследование показывает, что регулируемое развитием репрограммирование метилирования ДНК может регулировать развитие растений. Ученые долгое время искали это. Мы показали, что гены могут регулироваться в конкретных клетках посредством пути метилирования ДНК de novo, то есть преобладает во многих тканях растений, поэтому этот механизм может применяться ко многим процессам в растениях. "«Понимание того, как это происходит в естественных условиях во время развития растений, является первым шагом к пониманию того, как конкретные гены могут быть нацелены на эту эпигенетическую модификацию и, следовательно, регулироваться.«Кроме того, понимание того, как метилирование ДНК наследуется через зародышевые клетки, необходимо для понимания трансгенерационной стабильности произошедших изменений метилирования.
И то и другое важно для использования эпигенетики для улучшения сельскохозяйственных культур».