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作者:魯亦 來源:中國科學報 發布時間:2020/12/2 11:33:11
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植物化學記憶影響后代存活機會

 

 

 擬南芥在沒有遺傳記憶的情況下生長(左),在有記憶的情況下生長(右)。圖片來源:華威大學

英國華威大學研究人員揭示了,植物將“記憶”傳遞給后代導致生長和發育缺陷的相關機制。近日,該研究刊登于 elife。

為了生存和茁壯成長,植物具有感知和記住環境變化的獨特能力。這與DNA和組蛋白的化學修飾有關,這些修飾改變了DNA在細胞核內的包裝方式和基因表達方式——這一過程被稱為表觀遺傳調控。

通常,這種表觀遺傳信息會在有性繁殖過程中被重置,以消除任何不恰當的“記憶”,確保后代的正常生長。這里,研究人員發現,一些植物無法“忘記”不當信息,并會將其傳遞給后代,從而影響了它們的生存機會。

研究人員在擬南芥中發現了兩種蛋白質——以前只知道其控制植物開花的起始和時間,也負責通過組蛋白的化學修飾(去甲基化)控制“植物記憶”。他們發現,植物在有性繁殖過程中無法重置這些化學標記,從而將這種“記憶”傳遞給后代,導致生長發育出現缺陷。

研究顯示,其中一些缺陷與自私DNA元素的激活有關,這些DNA元素也被稱為“跳躍基因”或轉座子,因此表明這種“記憶”的消除對于通過沉默轉座子來維持植物基因組的完整性也是至關重要的。

該論文高級作者Jose Gutierrez-Marcos表示,“我們的研究表明,為了避免后代繼承不恰當的‘記憶’,從而導致與基因組不穩定相關的生長和發育缺陷,在有性繁殖過程中重置化學標記是多么重要。”

下一步,研究人員計劃研究如何操縱這種“記憶”以達到植物繁殖的目的,幫助后代有更強的適應能力,讓它們在變化的環境中茁壯成長。

相關論文信息:http://dx.doi.org/10.7554/eLife.58533

 
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