Ученые с помощью генетических и биохимических экспериментов исследовали, как растения наследуют эпигенетические маркеры, которые удерживают транспозоны в неактивном состоянии. Они обнаружили, что белок DDM1, который способствует метилированию ДНК, сохраняет связь с определенными белками из поколения в поколение. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Организмы передают будущим поколениям не только код, записанный в ДНК. Некоторые также наследуют химические маркеры, которые подсказывают новым клеткам, как использовать этот код. Передача этих маркеров будущим поколениям известна как эпигенетическое наследование. Транспозоны — это прыгающие гены. Когда они включены, они могут перемещаться и нарушать работу других генов. Чтобы их остановить и защитить геном, клетки добавляют регуляторные метки к определенным участкам ДНК. Это происходит с помощью метилирования — основного эпигенетического механизма. Клетки, чтобы сохранить свои геномы компактными и упорядоченными, оборачивают свою ДНК вокруг упаковочных белков, называемых гистонами. Однако это блокирует доступ к ДНК важным ферментам. Прежде чем произойдет метилирование, необходимо удалить или убрать гистоны с пути.
Decreased DNA Methylation I (DDM1) — это белок или фермент, который способен метилировать различные участки ДНК, при этом аккуратно отодвигая мешающие на пути гистоны и взаимодействуя с ними.
Исследователи использовали генетические и биохимические эксперименты, а также криоэлектронную микроскопию для получения детальных изображений DDM1 и его взаимодействий с ДНК и упаковочными белками.
Ученые смогли определить, что DDM1 способствует замене варианта одного гистона H3.3 на H3.1. Также команда выяснила, что гистон, обнаруженный только в пыльце, устойчив к DDM1 и действует как «заполнитель» во время деления клеток. То есть DDM1 способен связываться с определенным гистоном, но не метилировать его и сохраняться в этой позиции во время деления клетки. «Он помнит, где находился гистон во время развития растения, и сохраняет эту память в следующем поколении», — говорят исследователи. Так растения передают из поколения в поколение эпигенетический контроль.
Это открытие имеет важное значение не только для растений, но и для людей. Люди также зависят от DDM1-подобных белков для поддержания метилирования ДНК. Новое исследование поможет лучше понять, как эти белки поддерживают функциональность и целостность наших геномов.
Автор: Дария Пляченко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
