华威大学的研究人员发现了一种机制,使植物能够将其“记忆”传递给后代,从而导致植物生长和发育缺陷。为了生存和繁衍,植物具有感知和记忆环境变化的独特能力。这与DNA和组蛋白的化学修饰有关,化学修饰改变了DNA在细胞核内包装和基因表达的方式,这一过程称为表观遗传调控。

植物的化学记忆会影响后代的生存机会

通常,在性繁殖过程中会重置此表观遗传信息,以消除任何不适当的“记忆”,以确保后代正常生长。在发表在《生命》杂志上的“组蛋白脱甲基酶在维持植物基因组完整性中的新作用”一文中,发现有些植物无法忘记这些信息并将其传递给后代,从而影响了它们获得遗传的机会。生存。

研究人员在Thale Cress(拟南芥)中鉴定出两种蛋白质,以前仅用于控制开花的开始和时间,它们还通过组蛋白的化学修饰(去甲基化)来控制“植物记忆” 。

他们表明,在有性生殖期间无法重置这些化学标记的植物,将这种“记忆”传递给了后代,导致了生长发育的缺陷。

这些缺陷中的一些与自私的DNA元素(也称为“跳跃基因”或转座子)的激活有关,因此表明擦除此类“记忆”对于通过沉默转座子来维持植物基因组的完整性也至关重要。

华威大学生命科学学院论文的资深作者何塞·古铁雷斯·马科斯教授评论道:

“我们对调节植物记忆的蛋白质的研究表明,在有性繁殖期间重置化学标记对避免后代继承不适当的“记忆”至关重要,这种不适当的“记忆”会导致与基因组不稳定相关的生长和发育缺陷,这一点非常重要。

“下一步是研究如何为植物育种目的操纵这些'记忆',以便后代显示出更大的适应性,使它们能够在不断变化的环境中壮成长。”