Белки, контролирующие небольшие гены теплового шока, позволяют растениям справляться с тепловым стрессом

Отцовский стресс в раннем возрасте связан с развитием мозга ребенка

«Если вы не переносите жару, убирайтесь из кухни», как гласит старая пословица. Но для организмов, которые не могут покинуть пресловутую кухню, когда становится слишком жарко, есть другой способ: исследователи из Японии обнаружили, что растения могут приобретать теплоустойчивость, чтобы лучше адаптироваться к будущему тепловому стрессу, благодаря особому механизму памяти теплового стресса. '.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications исследователи из Института науки и технологий Нара обнаружили, что семейство белков, контролирующих небольшие гены теплового шока, позволяет растениям «помнить», как бороться с тепловым стрессом. .

Изменение климата, особенно глобальное потепление, представляет собой растущую угрозу для сельского хозяйства во всем мире. Поскольку растения не могут двигаться, чтобы избежать неблагоприятных условий, таких как потенциально смертельные высокие температуры, они должны иметь возможность эффективно справляться с такими факторами, как тепловой стресс, чтобы выжить. Поэтому улучшение термостойкости сельскохозяйственных культур является важной целью в сельском хозяйстве.

Тепловой стресс часто повторяется и меняется. После того, как растения подверглись легкому тепловому стрессу, они становятся толерантными и могут адаптироваться к дальнейшему тепловому стрессу. Это называется «памятью» теплового стресса и, как сообщается, коррелирует с эпигенетическими модификациями »

Нобутоши Ямагути, ведущий автор исследования

Эпигенетические модификации – это наследуемые изменения в способе экспрессии генов, которые не связаны с изменениями лежащих в основе последовательностей ДНК.

«Мы хотели выяснить, как растения сохраняют память об изменениях окружающей среды», – объясняет Тоширо Ито, старший автор. «Мы исследовали роль белков JUMONJI (JMJ) в приобретении температурной толерантности в ответ на повторяющуюся жару в течение нескольких дней»

Белки JUMONJI представляют собой гистоновые деметилазы. Деметилазы – это ферменты, которые удаляют метильные группы из таких молекул, как белки, особенно гистоны, которые обеспечивают структурную поддержку хромосом. Команда выяснила, что растения способны сохранять тепловую память благодаря пониженному H3K27me3 (триметилирование гистона H3 лизина 27) в небольших генах теплового шока.

«Мы обнаружили, что эти белки необходимы для акклиматизации к теплу у Arabidopsis thaliana . Эти результаты, наряду с будущими исследованиями, дополнительно прояснят механизмы памяти и адаптации растений», – говорит Ямагути

.

Это исследование будет иметь отношение к генетическим исследованиям в ряде областей, включая биологию, биохимию, экологию, а также экологические и сельскохозяйственные науки, и применимо к изучению животных, а также растений. Понимание механизма эпигенетической памяти, выявленного в этом исследовании, поможет в работе с термостойкостью для поддержания запасов пищи в естественных условиях.

Источник:

Нараский институт науки и технологий

Ссылка на журнал:

Ямагучи, Н., и др. . (2021) Деметилазы H3K27me3 изменяют экспрессию HSP22 и HSP17.6C в ответ на повторяющуюся течку у Arabidopsis . Nature Communications . doi.org/10.1038/s41467-021-23766-w.[19459005impression[19459016inventory

)

Source link