Их результаты были опубликованы в журнале Science 6 февраля 2014 года. Похоже, что сейчас в очереди на пересмотр учебников по генетике.Нас всех учили, что ДНК — это физическая основа наследственности.
Наши гены обозначены четырьмя известными буквами A, T, C и G, которые вместе образуют генетический код. Изменение одной буквы в этом коде может привести к тому, что ген перестанет функционировать или перестанет работать должным образом.Тот факт, что на функционирование наших генов также влияют эпигенетические метки, известен уже несколько десятилетий.
Например, нуклеотид цитозин (C в генетическом коде) можно превратить в метилцитозин. Это метилирование цитозина, которое является одним из типов эпигенетической метки, обычно связано с подавлением активности гена.
Эпигенетическое наследование«В то время как у млекопитающих эпигенетические метки обычно сбрасываются в каждом поколении, у растений такого резкого восстановления не происходит. Это открывает дверь к эпигенетическому наследованию у растений: эпигенетические изменения, приобретенные в одном поколении, как правило, стабильно передаются следующему поколению », — объясняет Фрэнк Йоханнес, доцент GBIC и со-ведущий научный сотрудник научного исследования.
Французские коллеги Йоханнеса создали инбредные штаммы модельного растения арабидопсис, у которых эпигенетические метки различаются между штаммами, хотя последовательность ДНК почти идентична. Тем не менее, эти штаммы демонстрируют заметные различия во внешнем виде, которые передаются последующим поколениям.Сложные черты
В новом исследовании Йоханнес и его французские коллеги успешно связали вариации эпигенетических маркеров со сложными признаками, такими как время цветения и архитектура растений у этих штаммов Arabidopsis. Они использовали методы, которые обычно используются генетиками для обнаружения участков ДНК с вариациями последовательностей, которые вносят вклад в сложные признаки. Они называются локусами количественных признаков или QTL.Йоханнес: «Мы использовали один и тот же метод для определения участков в ДНК, но не с разными последовательностями, а с разными эпигенетическими метками, которые вносят вклад в определенные черты растения».
Это первый раз, когда было однозначно показано, что эпигенетические различия вносят вклад в наследуемые признаки. «Это прорыв, потому что он меняет наши взгляды на генетику. И это может даже иметь огромное экономическое значение ».Хотя научная статья основана на наследуемости всего за семь поколений, другие результаты со штаммами Arabidopsis показывают, что эпигенетические признаки стабильно наследуются как минимум на протяжении 20 поколений. Йоханнес: «Такие стабильные черты могут быть интересны селекционерам.
Помимо вариаций в последовательности генов, эпигенетические вариации могут способствовать появлению коммерчески интересных черт ».ЭволюцияЭпигенетические маркеры также могут влиять на эволюцию независимо от последовательности ДНК. «Они вызывают вариации, на которые может воздействовать естественный отбор», — объясняет Йоханнес. Таким образом, признаки, вызванные эпигенетической изменчивостью, могут вносить независимый вклад в изменения вида. «Наши результаты были сделаны с использованием инбредных штаммов, но у нас также есть доказательства того, что мы можем найти некоторые из тех же эпигенетических QTL в диких популяциях этого вида».
Это говорит о том, что это не просто лабораторный артефакт, а что-то, что играет роль в природе.Редакция учебников?Йоханнес указывает, что «поскольку эпигенетическая наследственность у растений и млекопитающих различается, нет уверенности в том, что подобные процессы играют роль в популяциях млекопитающих, таких как люди».
Но учебники по генетике растений сейчас в любом случае подлежат доработке.