Undersøgelse afslører ny indsigt i udødelige planteceller

En ny undersøgelse har afsløret en uopdaget omprogrammeringsmekanisme, der gør det muligt for planter at opretholde kondition ned i generationer.

John Innes Center -teamet ledet af Dr. Xiaoqi Feng gjorde opdagelsen, da han studerede kimceller - celler specialiseret til seksuel reproduktion - i blomstrende planter.

Kønceller omtales ofte som "udødelige", fordi de kan føre deres arvemateriale igennem generationerne. De har været genstand for meget videnskabelig undersøgelse.

Denne undersøgelse havde til formål at løse en langsigtet debat om, hvorvidt kønscellerne i planter gennemgår en begivenhed ved DNA-methylering, der omprogrammeres ved hver reproduktiv cyklus.

DNA -methylering er en modifikation af DNA, som ændrer DNA -aktiviteten uden at ændre den genetiske sekvens. Det er en hjørnesten epi-genetik-et af de hurtigst voksende områder inden for biovidenskab med potentiale til at levere forbedringer i menneskers og plantesundhed.

Omprogrammering af DNA -methylering - kendt for at eksistere hos dyr - forekommer mest dramatisk i kønsceller og regulerer den reproduktive succes fra generation til generation.

Udgivet i dag i Naturgenetik JIC -teamet arbejdede i samarbejde med kolleger fra University of Leicester for første gang at afsløre eksistensen af ​​DNA -methyleringsændringer i blomstrende plantes kimlinje.

De afslører også den mekanisme, hvormed denne omprogrammering sker - via en proces kendt som de novo (ny) DNA -methylering og dens biologiske betydning for at opretholde reproduktiv succes.

Dr Feng, projektleder ved John Innes Center, forklarer:"Vi vidste, at denne DNA-methylering er omfattende og vigtig hos dyr, hvor methylering slettes og genetableres mellem generationer.

"Men fordi planter bærer DNA -methyleringsinformation rigtig godt gennem generationer, man mente, at der ikke foregik meget methylering omprogrammering i plantecelleceller. Det, vi har opdaget, viser, at plantens kønsceller også gennemgår methylering, og det er funktionelt vigtigt. "

John Innes Center -teamet fandt opdagelsen, mens han anvendte genetisk analyse af mandlig seksuel slægt i referenceplanten Arabidopsis thaliana.

Forskningen finansieret af BBSRC er et centralt gennembrud i grundlæggende forståelse af epigenetisk regulering af planteudvikling.

Dr. Feng forklarede "Vores forskning viser, at udviklingsreguleret DNA -methylering omprogrammering kan regulere planteudvikling. Forskere har søgt efter dette i lang tid. Vi viser, at gener kan reguleres i bestemte celler via de novo DNA -methyleringsvejen, som er udbredt i mange plantevæv, derfor kan denne mekanisme gælde for mange processer i anlæg .. "

"At forstå, hvordan dette naturligt sker under planteudvikling, er det første trin i forståelsen af, hvordan specifikke gener kan målrettes ved denne epigenetiske modifikation og dermed reguleres.

"Derudover forståelse af, hvordan DNA -methylering nedarves gennem kønscellerne, er afgørende for at forstå transgenerationel stabilitet af forekommende methyleringsændringer. Begge dele er afgørende for at udnytte epigenetik til forbedring af afgrøder. "