В клетках растений нашли необычный механизм
Растения имеют сложный механизм для мониторинга производства новых белков. Комплекс U1 snRNP обеспечивает полное завершение белковых чертежей. Это важно, поскольку клетки склонны останавливать процесс преждевременно. Ранее было известно, что этот тип контроля качества, так называемый телескриптинг, существует только в клетках животных. Немецкие ученые из Халле-Виттенбергского университета Мартина Лютера (MLU) доказали, что аналогичный процесс происходит и в растениях. Об этом пишет Phys.org.
Растительным клеткам нужны белки для функционирования. Они контролируют все жизненные процессы растения, например, рост и метаболизм. Проект новых белков заложен в генетическом материале растения, точнее, в его генах.
«Информация закодирована, и гены должны быть прочитаны и транскрибированы из ДНК в РНК. Эти молекулы РНК являются чертежами для белков, пошаговыми инструкциями по сборке», — объясняет профессор Саша Лаубингер, генетик растений из MLU.
В новом исследовании команда ученых изучила, как растения обеспечивают правильное создание этих чертежей. «РНК содержит разделы, которые не нужны для производства белков. Они должны быть распознаны и вырезаны заранее. Это делает сплайсосома, которая также присоединяет соответствующую генную информацию», — уточняет Лаубингер.
В этом процессе нет места для ошибки: даже незначительные изменения в РНК могут привести к дефектным белкам. Гены также имеют несколько участков, на которых процесс транскрипции может быть непреднамеренно остановлен.
«Комплекс U1 snRNP имеет двойную функцию: как часть сплайсосомы, он помогает гарантировать, что соответствующая генная информация правильно сплайсирована. Он также гарантирует, что процесс транскрипции полностью завершен. Второй механизм известен как телескриптинг», — объясняет эксперт. До сих пор было неясно, существует ли этот процесс у растений.
Все опыты проводили на растении Arabidopsis thaliana. Ученые искусственно выращивали растения в лаборатории, которые содержали мало молекул U1 snRNP. «Нам удалось снизить концентрацию примерно до 10% от нормы. Все, что было ниже, означало, что растение больше не будет жизнеспособным», — отмечает Лаубингер.
Визуально растения уже сильно отличались от своих обычных собратьев: они были значительно меньше, их листья зачахли. Исследователи проанализировали активность всех генов в этих растениях и искали укороченные фрагменты РНК. Это признак того, что транскрипция с ДНК на РНК была преждевременно остановлена. Команда обнаружила несколько сотен случаев.
«Мы были удивлены, что нашли так много фрагментов РНК. У Arabidopsis thaliana относительно короткие гены, поэтому влияние комплекса U1 snRNP на процесс транскрипции должно быть довольно небольшим. Другие растения, включая некоторые папоротники и сосны, имеют более длинные гены, поэтому эффект здесь может быть еще больше», — уточняет эксперт.
Результаты специалистов дают важные сведения о том, как можно контролировать активность генов в растениях. Известно, что телескриптинг может изменять активность генов в клетках человека при тепловом стрессе. Если нечто подобное окажется действенным в случае с растениями, это поможет найти эффективный способ сделать их более устойчивыми к последствиям изменения климата.
Ранее стало известно, что растения Европы в опасности. Над миром флоры нависла угроза из-за сокращения числа распространителей семян. Подробнее в этой теме разобрались в другом материале Hi-Tech Mail.
