植物如何拋棄父母的基因組包袱

傳遞健康的基因組是創(chuàng)造有活力的后代的關(guān)鍵部分。但是，當(dāng)您的基因組中有您不想傳遞的有害修飾時(shí)會(huì)發(fā)生什么?

嬰兒植物已經(jīng)進(jìn)化出一種方法，可以將石板擦干凈，并僅重新安裝它們生長(zhǎng)和發(fā)育所需的修改。冷泉港實(shí)驗(yàn)室 (CSHL) 教授兼 HHMI 調(diào)查員 Rob Martienssen 和他的合作者 Jean-Sébastien Parent 和蒙彼利埃大學(xué)發(fā)展研究所科學(xué)家 Daniel Grimanelli 發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)在幼苗基因組中重新安裝修改的基因之一。

植物的基因組修飾——稱為表觀遺傳修飾——有助于在正確的時(shí)間關(guān)閉基因。表觀遺傳變化隨著年齡的增長(zhǎng)而累積。馬蒂森解釋說(shuō)：

“如果你想想一棵樹(shù)，在它發(fā)芽一百年后長(zhǎng)出的花朵，它們顯然與最初的橡子相去甚遠(yuǎn)，在那個(gè)時(shí)期可能會(huì)發(fā)生大量的表觀遺傳變化。所以，這些很重要為發(fā)展而重置，這樣你就不會(huì)繼承這種表觀遺傳的附帶損害。”

Martienssen 的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在幼苗去除表觀遺傳修飾后，SUVH9 蛋白會(huì)恢復(fù)它們生存所需的那些。如果沒(méi)有 SUVH9，植物就會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的基因在錯(cuò)誤的時(shí)間開(kāi)啟而發(fā)育不良。Parent 是加拿大農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)食品部的研究科學(xué)家，他說(shuō)：

“我記得那一刻我們就像，'哇!這不是我們所期望的。'有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型中沒(méi)有考慮到的演員的開(kāi)場(chǎng)白，這是我們故事中最具創(chuàng)新性的部分。”

SUVH9 蛋白使用小片段 RNA 尋找合適的位置來(lái)重新安裝有益的修飾，這些修飾位于稱為轉(zhuǎn)座子的移動(dòng)遺傳元件上。SUVH9 蛋白為它們添加了表觀遺傳修飾，這確保了附近的基因在正確的時(shí)間關(guān)閉。重新安裝有益的修飾還可以阻止轉(zhuǎn)座子在基因組中跳躍并破壞其他基因。

科學(xué)家們認(rèn)為 SUVH9 蛋白促成了今天的植物多樣性。通過(guò)阻止有害轉(zhuǎn)座子破壞基因，這種蛋白質(zhì)允許不同物種進(jìn)化。Parent 說(shuō)：

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