Растения в состоянии стресса не только активизируют свои собственные механизмы защиты, но также и умеют передавать возможную защитную стратегию своему потомству. Эти удивительные выводы сделаны в ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature.

Такие стрессы, как патогенные инфекции или ультрафиолетовая радиация могут выше нормы увеличивать генетическую мутацию в клетках ряда растений, иногда даже перекодируя отдельные части ДНК. Ученые выдвигают гипотезу о том, что, увеличивая геномную гибкость, растения повышают и свою способность производить генетические изменения, которые позволяют им приспосабливаться к угрожающим окружающим средам. Теперь почти доказано, что растения могут также передавать эту генетическую гибкость и своему потомству.

Исследователи из лаборатории Барбары Хон при Институте биомедицинских исследований Фридриха Мишера в Базеле, Швейцария, изучают процесс, при котором одна часть ДНК в пределах генома заменяется на другой фрагмент подобной последовательности. Этот процесс, названный «гомологической перекомбинацией», происходит наиболее часто у растений в состоянии стресса. Растения, выращенные, например, в районе Чернобыльской АЭС, имели гомологическую перекомбинацию, которая увеличилась в соответствии с дозой полученной ими радиации.

Студент, работавший в лаборатории Хон, случайно обнаружил, что уровень гомологической перекомбинации оказался на удивление высок в одной из партий резуховидки или семян Arabidopsis. Когда любознательный студент проследил происхождение семян, то установил, что их «родитель» подвергся облучению. (Резуховидка — растение ничем не выдающееся; маленький довольно широко распространенный сорняк, которого полно на обочине любой дороги, однако оно стало первым растением, для которого была составлена полная генетическая карта).

После случайного открытия, группа исследователей решила выяснить, что же произошло с семенами. Они установили, что, подвергая родительское растение воздействию ультрафиолетовой радиации или моделируемой патогенной атаки, можно повысил уровень гомологической перекомбинации в некоторых его клетках. А когда изменение происходят в клетках, которые используются для формирования потомства, то они сохраняют в себе эти генетические изменения.

Удивительно при этом другое: даже если клетки, формирующие потомство, не несли в себе генетического изменения, потомство растений, подвергнувшихся стрессу, тем не менее, в большом числе случаев все равно претерпевало в своих клетках гомологическую перекомбинацию. Они наследовали тенденцию к мутации (видоизменению).

Память о первоначальном стрессе оказалась долгой; по крайней мере, четыре последующих поколения имели повышенный уровень гомологической перекомбинации.

Как именно растения передают подобную информацию, пока неизвестно. Швейцарские ученые полагают, что речь идет об «эпигенетическом» механизме — наследование какой-то черты без соответствующего изменения в последовательности ДНК. Химическая модификация ДНК растений, которая происходит в течение всей жизни, может, к примеру, копироваться в ДНК потомства. Или РНК, промежуточном звене, которое помогает преобразовывать информацию ДНК в белки. Возможно, через нее изменения передаются от родительских клеток потомству.

Исследование продолжается.

08.08 05:13   MIGnews.com

MIGnews.com