Τα φυτά βασίζονται στην οικογένεια γονιδίων CLASSY για τη διαφοροποίηση των επιγονιδιωμάτων τους


Τα φυτά βασίζονται στην οικογένεια γονιδίων CLASSY για τη διαφοροποίηση των επιγονιδιωμάτων τους

Το φυτό Arabidopsis thaliana. Πίστωση: Salk Institute

Τι καθορίζει πώς ρυθμίζεται το γονιδίωμα ενός κυττάρου για να διασφαλιστεί η σωστή ανάπτυξη και ανάπτυξη; Αποδεικνύεται ότι τα μέρη του γονιδιώματος που ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται σε κάθε τύπο κυττάρου ή ιστό παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Τώρα, μια ομάδα στο Salk έδειξε ότι η οικογένεια γονιδίων CLASSY ρυθμίζει ποια μέρη του γονιδιώματος απενεργοποιούνται με έναν ειδικό για τον ιστό τρόπο. Τα CLASSY ουσιαστικά ελέγχουν πού σημειώνεται το γονιδίωμα με μεθυλίωση του DNA – την προσθήκη μεθυλ χημικών ομάδων στο DNA που λειτουργούν σαν ετικέτες που λένε “απενεργοποιήστε”. Επειδή η μεθυλίωση του DNA υπάρχει σε διάφορους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των φυτών και των ζώων, αυτή η έρευνα έχει ευρείες επιπτώσεις τόσο στη γεωργία όσο και στην ιατρική. Το έργο, που δημοσιεύτηκε στο Επικοινωνίες για τη φύση στις 11 Ιανουαρίου 2022, προσδιορίζει την CLSY γονίδια ως κύριοι παράγοντες που διέπουν την επιγενετική ποικιλότητα στους φυτικούς ιστούς.


«Υπήρξαν πολλές παρατηρήσεις ότι ένα κύτταρο ή τύπος ιστού έχει διαφορετικό μοτίβο μεθυλίωσης DNA από έναν άλλο, αλλά το πώς οι οδοί μεθυλίωσης διαμορφώνονται ώστε να καταλήγουν σε διαφορετικά αποτελέσματα σε διαφορετικούς ιστούς έχει παραμείνει ελάχιστα κατανοητό», λέει η ανώτερη συγγραφέας Julie Law, συνεργάτης. καθηγητής στο Salk’s Plant Molecular and Cellular Biology Laboratory. «Βρήκαμε αυτό που CLSYΤα s που εκφράζονται σε έναν δεδομένο ιστό είναι ο μηχανισμός που ελέγχει τον τρόπο με τον οποίο ο μηχανισμός μεθυλίωσης του DNA του πυρήνα κατευθύνεται σε διαφορετικές γονιδιωματικές τοποθεσίες σε διαφορετικούς ιστούς.”

Η μελέτη της μεθυλίωσης του DNA εμπίπτει στο πεδίο της επιγενετικής—μοριακές τροποποιήσεις που αλλάζουν τον τρόπο λειτουργίας του DNA χωρίς να αλλάζουν την ίδια την αλληλουχία του DNA. Είναι τόσο απαραίτητη όσο και επικίνδυνη διαδικασία. Για παράδειγμα, βοηθά στη δημιουργία κυτταρικής ταυτότητας σε ένα αναπτυσσόμενο έμβρυο, αλλά μπορεί να προκαλέσει καρκίνο αργότερα στη ζωή. Στα φυτά, ελαττώματα στη μεθυλίωση του DNA μπορεί να προκαλέσουν αναπτυξιακά ελαττώματα και να επηρεάσουν αρνητικά .

Η μεθυλίωση του DNA ρυθμίζεται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων τύπων μικρών RNA. Εργασία με το μοντέλο εργοστάσιο Arabidopsis thaliana, η ομάδα Salk ανακάλυψε ότι η οικογένεια γονιδίων CLASSY (CLSY 1–4) δρα σε διαφορετικές τοποθεσίες ανάλογα με τον ιστό, αποκαλύπτοντας πόσο διαφορετικά μοτίβα μεθυλίωσης δημιουργούνται κατά την ανάπτυξη των φυτών.

Η τρέχουσα εργασία επεκτείνεται σε μια προηγούμενη μελέτη της Law και της ομάδας της στην οποία ανακάλυψαν ότι σε Arabidopsis, ο CLSY γονίδια καθορίζουν ποιες θέσεις στο γονιδίωμα μεθυλιώνονται, μέσω μικρών RNA. Η τρέχουσα μελέτη αντιμετωπίζει το ευρύτερο ερώτημα εάν αυτή η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικά μοτίβα μεθυλίωσης σε διαφορετικά Arabidopsis ιστοί: φύλλο, μπουμπούκι ανθέων, ωάριο και ροζέτα.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι CLSY Τα γονίδια εκφράστηκαν διαφορετικά ανάλογα με τον τύπο του φυτικού ιστού. Για παράδειγμα και τα τέσσερα CLSY γονίδια εκφράστηκαν σε μπουμπούκια ανθέων, ενώ CLSY3 εκφραζόταν έντονα στα ωάρια και CLSY1 εκφράστηκε σε ιστούς φύλλων και ροζέτας.

Στη συνέχεια οι ερευνητές συνέκριναν φυτά με μεταλλαγμένα CLSY γονίδια εναντίον φυτών άγριου τύπου. Διαπίστωσαν ότι ανάλογα με τον ιστό, διαφορετικοί συνδυασμοί των CLSY μέλη της οικογένειας, ή ακόμη και μεμονωμένες πρωτεΐνες CLSY, έλεγχαν μικρά μοτίβα μεθυλίωσης RNA και DNA σε χιλιάδες θέσεις σε όλο το γονιδίωμα. Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν την CLSY ο ρόλος των γονιδίων στη διαμόρφωση του επιγενετικού τοπίου των ιστών.

Τα ευρήματα της ομάδας μπορεί να ανοίξουν την πόρτα για πρόοδο σε πολλούς τομείς, από την ενίσχυση των αποδόσεων των καλλιεργειών σε για την ενημέρωση της ιατρικής ακριβείας στον άνθρωπο. «Πριν μάθουμε πώς δημιουργήθηκε μια ποικιλία μοτίβων μεθυλίωσης DNA κατά την ανάπτυξη, δεν είχαμε τη δυνατότητα να χειριστούμε αυτό το σύστημα. CLSYs έλεγχος μεθυλίωσης σε α -Ο συγκεκριμένος τρόπος αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο, καθώς παρέχει στους επιστήμονες έναν τρόπο να αλλάξουν τα πρότυπα μεθυλίωσης του DNA με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια», λέει ο Law.

Άλλοι συγγραφείς ήταν οι Ceyda Coruh, Guanghui Xu, Laura M. Martins, Clara Bourbousse και Alice Lambolez του Salk. και Ming Zhou του Πανεπιστημίου Zhejiang στην Κίνα.


Κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το DNA επισημαίνεται επιλεκτικά με τα σημάδια «μη χρήση».


Περισσότερες πληροφορίες:
Η οικογένεια CLASSY ελέγχει μοτίβα μεθυλίωσης DNA ειδικά για ιστούς στο Arabidopsis, Επικοινωνίες για τη φύση (2022). DOI: 10.1038/s41467-021-27690-x

Παρέχεται από
Salk Institute

Παραπομπή: Τα φυτά βασίζονται στην οικογένεια γονιδίων CLASSY για τη διαφοροποίηση των επιγονιδιωμάτων τους (2022, 11 Ιανουαρίου) που ανακτήθηκε στις 11 Ιανουαρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-01-classy-gene-family-diversify-epigenomes.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *