СуперСадовод
  • Революционный взгляд на наследуемость растений

    14.02.2014

    Революционный взгляд на наследуемость растенийСложные наследственные черты определяются не только изменениями в последовательности ДНК. Ученые из Университета Центра биоинформатики Гронингена (ЦБИГ)  вместе со своими французскими коллегами  показали, что эпигенетические маркеры могут повлиять на такие черты, как время цветения и строение растений.

    Кроме того, эти маркеры стабильно передаются на протяжении многих поколений. Полученные исследователями результаты были опубликованы в журнале «Science» 6 февраля 2014 года. Кажется, теперь на очереди пересмотр учебников генетики.

    Нас всех учили, что ДНК является физической основой наследственности. Наши гены изложены в четырех хорошо всем известных буквах А, T, C и G, которые вместе формируют генетический код. Изменение всего лишь одной буквы в этом коде может привести к тому, что гены перестанут функционировать или нарушиться процесс их работы.

    Тот факт, что функционирование наших генов также зависит от эпигенетических маркеров, был известен в течение многих десятилетий. Например, нуклеотид цитозин (буква C в генетическом коде) может быть заменён на метилцитозин. Подобное цитозин метилирование, являющееся одним из видов эпигенетических маркеров, как правило, связано с подавлением активности генов.

    Эпигенетическая наследственность

    В то время как у млекопитающих эпигенетические маркеры обычно сбрасываются каждое поколение, у растений подобного впечатляющего сброса не происходит. А это открывает дверь к эпигенетической наследственности растений: эпигенетические изменения (изменения, которые приобретаются в одном поколении), как правило, стабильно передаются следующему поколению, – объясняет Франк Йоханнес, доцент ЦБИГ и соведущий исследования.

    Французские коллеги Йоханнеса произвели инбредную линию экспериментального растения арабидопсиса, в котором эпигенетические маркеры у разных линий изменяются, в то время как последовательность ДНК почти идентична. Тем не менее, эти линии демонстрируют заметные различия во внешнем виде, которые передаются следующим поколениям.

    Сложные черты

    В новом исследовании, Йоханнес и его французские коллеги успешно связали изменения в эпигенетических маркерах со сложными чертами, такими как время цветения и строение растений у созданных ими линий арабидопсиса. Для того чтобы найти участки ДНК с вариациями последовательности, которые отвечают за сложные черты, учёные использовали методы, обычно применяемые генетиками. Они называются локусы количественных признаков или ЛКП.

    Исследователи использовали тот же метод, чтобы найти области в ДНК не с различными последовательностями, но с разными эпигенетическими маркерами, которые отвечают за определенные черты растения. Учёным впервые удалось однозначно продемонстрировать, что эпигенетические различия вносят свой вклад в наследуемые признаки. Это, безусловно, прорыв в науке, поскольку это открытие изменяет наш взгляд на генетику, и будет иметь огромной экономическое значение.

    Хотя данные, приведенные в статье, основываются на наследуемости всего за семь поколений, другие результаты с линиями арабидопсиса демонстрируют, что эпигенетические черты стабильно наследуются, по крайней мере, 20 поколений.

    Настолько устойчивые черты могут представлять интерес для селекционеров. Помимо различий в последовательности генов, эпигенетические изменения могут влиять и на определённые коммерчески выгодные признаки растений, – отмечает Франк Йоханнес.

    Эволюция

    Эпигенетические маркеры могут также влиять на эволюцию, независимо от последовательности ДНК.

    Они вызывают изменения, которые могут стать основанием для естественного отбора, – признаётся Франк Йоханнес. – Таким образом, проявившиеся вследствие эпигенетической изменчивости черты могут осуществлять самостоятельный вклад в изменения видов.

    Наши выводы были сделаны на основе инбредных линий, но у нас также есть доказательства того, что некоторые из этих эпигенетических ЛКП могут быть обнаружены и у диких популяций данного вида. Это говорит о том, что обнаруженный нами феномен является не просто случайным лабораторным явлением, но, что он играет важную роль в природе.

    Пересмотр учебников?

    Франк Йоханнес указывает на то, что поскольку эпигенетическое наследование у растений и млекопитающих различается, то это никоим образом не доказывает, что аналогичные процессы играют важную роль в популяциях млекопитающих, например людей. А вот учебники по генетике растений в любом случае придётся пересматривать.



  • Нравится
    Оставьте Ваш комментарий

    Пожалуйста напишите комментарий



    Яндекс.Метрика