Международная группа биологов во главе с профессором Университета Небраски в Линкольне (University of Nebraska, Lincoln) Майклом Фроммом (Michael Fromm) установила, что растения могут на уровне транскрипции ДНК запоминать периоды засухи и при их повторении быстрее восстанавливаться. Работа опубликована в Nature Communications.
Многие садоводы считают, что растения переживают пересадку лучше, если перед этим несколько дней их не поливать. Однако до сих пор учёные не находили этому явлению объяснений.
В качестве объекта исследователи из Университета Небраски выбрали классический объект растительной молекулярной генетики – резуховидку (Arabidopsis), растение семейства Крестоцветных. Майкл Фромм вместе со своей командой – молекулярным биологом Зоей Аврамовой (Zoya Avramova) и ботаником, доктором Юн Дином (Yong Ding) – сравнили реакцию на пересадку растений, которые несколько дней были лишены воды, с реакцией их собратьев, получавших нормальный полив. Визуальное исследование подтвердило эмпирический опыт садоводов: экземпляры, имевшие незадолго до пересадки опыт обезвоживания, переживали пересадку лучше.
Далее учёные занялись выяснением физиологического механизма такого поведения растений. Оказалось, что резуховидка, предварительно приученная к дефициту воды, отвечает на обезвоживание увеличением транскрипции (снятия копий матричных РНК с генов ДНК, первой стадии синтеза ДНК>РНК>белки) некоторых генов. После окончания засухи транскрипция этих генов возвращается на нормальный уровень. Но если спустя несколько дней наступает очередной «засушливый сезон», растения «вспоминают» свой транскрипционный ответ и увеличивают экспрессию этих генов значительно быстрее, чем ранее.
Это первый случай, когда транскрипционная память зафиксирована у какой-либо формы жизни, стоящей по организации выше дрожжей.
Исследователи определили и длительность памяти растения: резуховидка забывает о стрессе после пяти дней нормального полива. Для других растений этот срок может быть иным.
Определение конкретного молекулярно-генетического механизма транскрипционной памяти – задача будущих исследований. Зоя Аврамова поясняет: «Всё это управляется на молекулярном уровне. Мы показали, что растения обладают транскрипционной памятью. Представляется, что это связано с изменением хроматина» (многочисленных белков, окружающих ДНК в хромосомах; от этих белков зависит, в частности, степень транскрипции генов. – STRF.ru).
Открытие может быть полезным для выведения устойчивых к засухе культур. Профессор Фромм считает, что на внедрение результатов исследования в практику уйдёт несколько лет.
Источники информации:
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n3/full/ncomms1732.html
http://www.physorg.com/news/2012-03-drought-responses-survive.html
Источник: http://www.strf.ru