Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

CAPMEM Wynik w skrócie

Project ID: 326711
Źródło dofinansowania: FP7-PEOPLE
Kraj: Zjednoczone Królestwo

Badanie epigenetyki w roślinach

Modyfikacje epigenetyczne okazały się ważnymi regulatorami procesów biologicznych. Europejskim naukowcom udało się wyjaśnić ten złożony proces, posługując się rzodkiewnikiem pospolitym jako organizmem modelowym.
Badanie epigenetyki w roślinach
Metylacja DNA to mechanizm epigenetyczny wykorzystujący rodzinę enzymów metyltransferazy, które kowalencyjnie wiążą grupę metylową do nukleotydu DNA cytozyny. Mechanizm ten kontroluje większość procesów biologicznych, takich jak aktywność genów podczas rozwoju, różnicowanie komórek i stabilność genomu pod wpływem stresu.

Ze względu na podobieństwo uczestniczących enzymów u roślin i zwierząt, metylacja DNA stanowi dobrze zachowany proces. Wyróżnia się dwa główne rodzaje metylacji DNA, tj. metylację de novo ukierunkowaną na niezmetylowane wcześniej DNA i metylację zachowawczą, która umożliwia kopiowanie istniejących wcześniej znaczników metylacji podczas replikacji.

Modelowy rzodkiewnik pospolity stanowi zaawansowany system testowy metylacji roślin i ssaków. Ponadto jego mutanty ze zmetylowanym DNA mają zdolność do przeżycia i rozmnażania. Mając to na uwadze, naukowcy biorący udział w finansowanym ze środków UE projekcie CAPMEM (Comparative analysis of plant and mammalian DNA methylation functions in epigenetic Arabidopsis mutants) postawili sobie za cel ocenę stopnia zachowania i zróżnicowania enzymów ssaków i roślin sterujących zachowawczą metylacją DNA. Naukowcy dążyli również do oceny wpływu wzorców metylacji na dostosowywanie się roślin do wyzwań środowiskowych.

Naukowcy przeprowadzili stabilną ekspresję transgenu ssaków DNMT1/LSH do mutantów rzodkiewnika pospolitego. Homolog u ssaków nie wyciszył jednak wybranych docelowych loci regulowanych epigenetycznie, sugerując, że pełna ponowna metylacja nie miała miejsca. Kiedy naukowcy poddali różne mutanty roślin po metylacji DNA działaniu stresu, zaobserwowali, że metylacja DNA wpłynęła na zdolność korzeni roślin do optymalizacji kierunku wzrostu.

Podsumowując, rzodkiewnik pospolity stał się cennym narzędziem badawczym na potrzeby funkcjonalnej charakterystyki regulatorów metylacji DNA i umożliwił uzyskanie ważnych informacji dotyczących ewolucji metylacji DNA. Metylacja zachowawcza może zwiększyć genomową elastyczność i umożliwić ewolucję przystosowawczą na stres. Poza pogłębieniem fundamentalnej wiedzy, wyniki projektu CAPMEM pomogły rozwiązać praktyczne problemy związane z rolnictwem oraz biologią człowieka.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Epigenetyka, rośliny, rzodkiewnik pospolity, metylacja DNA, stres, DNMT1, ewolucja
Numer rekordu: 183124 / Ostatnia aktualizacja: 2016-08-02
Dziedzina: Środowisko