У растений получение очень сильных семян, способных прорастать и образовывать всходы, жизненно важно для их размножения и является ценным признаком сельскохозяйственных культур. Семена растений приобретают всхожесть на поздней стадии созревания семян. Однако неизвестно, как устанавливается способность к прорастанию и постэмбриональному развитию.

Эпигенетическое перепрограммирование — это очень временной и пространственный процесс, необходимый для клеточной дифференцировки и перехода в развитии у животных и растений. Исследователи под руководством доктора Цзян Даньхуа из Института генетики и биологии развития (IGDB) Китайской академии наук (CAS) обнаружили, что включение варианта гистона H3.3 в хроматин является ключом к формированию прорастания и — Эмбриональная способность к развитию семян.

В этом исследовании они обнаружили, что полная потеря H3.3 у Arabidopsis thaliana сильно ухудшает прорастание семян и последующее развитие проростков, даже если это явно не влияет на образование семян.

Дальнейшие анализы показали, что H3.3 сильно экспрессируется к концу созревания семян, и его экспрессия на этой стадии необходима и достаточна для прорастания семян.

Затем они показали, что временное отложение H3.3 в 5′-регуляторных областях гена в зрелых семенах устанавливает доступность хроматина, которая предшествует транскрипционной компетентности генов прорастания и постэмбрионального развития.

Интересно, что хотя H3.3 постепенно удаляется с 5′-концов гена во время прорастания, компетенция транскрипции гена, установленная H3.3, поддерживается благодаря устойчивому доступу хроматина, вероятно, к транскрипционным факторам .

Они также обнаружили, что H3.3 постоянно загружен на 3′-концах гена, что коррелирует с метилированием ДНК тела гена и ограничением доступности хроматина и скрытой транскрипцией в этой области.

Их результаты раскрывают эпигенетический механизм, который «отпирает» постэмбриональные потенциалы развития в зрелых семенах. Это послужит основой для дальнейшего изучения энергии семян, менее изученной области, особенно на молекулярном уровне , но критически важной для сельского хозяйства и семенной промышленности.

Эта работа под названием «Отложение гистона H3.3 в семенах имеет важное значение для способности арабидопсиса к постэмбриональному развитию» была опубликована в Nature Communications 13 декабря.