Семена остаются в состоянии покоя, ожидая подходящих условий окружающей среды для прорастания, тем самым увеличивая вероятность выживания хрупких сеянцев. Переход от сухого семени к вегетативному проростку — необратимый процесс, требующий практически полного перепрограммирования транскриптома растения. Хотя широко признано, что активация синтеза белка (трансляции) из мРНК, хранящихся в семенах, является важным шагом для запуска прорастания семян, гораздо меньше было известно о повторной инициации процесса транскрипции.
Группа исследователей из Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики (CRAG) под руководством Джулии Кюэста приступила к исследованию вопроса о том, когда транскрипция возобновляется во время перехода от семени к рассаде.
Группа применила инновационные методы секвенирования РНК и биовизуализации для мониторинга динамики синтеза новой РНК (зарождающейся транскрипции) в динамике прорастания семян и раннего роста рассады с использованием модельного растения Arabidopsis thaliana. Этот комбинированный подход позволил очень быстро обнаружить транскрипцию РНК после регидратации (пропитки) семян, подразумевая, что транскрипция возобновляется намного раньше, чем предполагалось ранее.
Помимо определения времени транскрипции, чувствительность используемых методов позволила идентифицировать тысячи ранее неаннотированных некодирующих РНК, включая межгенные и антисмысловые длинные некодирующие РНК (днРНК), а также очень нестабильные некодирующие транскрипты. Эти результаты, вероятно, откроют новые возможности для изучения регуляторной роли некодирующего генома в контроле прорастания семян.
На втором этапе работы авторы создали наборы данных о полногеномной доступности хроматина для того же периода прорастания.
Фильтруя нестабильные некодирующие транскрипты, попавшие в доступные области хроматина в геноме, авторы смогли обнаружить важные регуляторные особенности, такие как двунаправленная транскрипция и усилители транскрипции. На сегодняшний день неясно, транскрибируются ли растительные энхансерные элементы с образованием энхансерных РНК, что является хорошо известной характеристикой энхансеров у многоклеточных животных.
Это исследование , опубликованное в журнале Nature Communications, описывает идентификацию элементов-энхансеров арабидопсиса, которые, вероятно, будут представлять большой интерес для растений, имеющих агрономическую ценность.
