V rastlinách je produkcia vysoko silných semien schopných klíčiť a zakladať sadenice životne dôležitá pre ich rozmnožovanie a je cennou vlastnosťou plodín. Semená rastlín získavajú klíčivosť počas neskorej fázy dozrievania semien. Nie je však známe, ako je stanovená kompetencia klíčenia a postembryonálneho vývoja.
Epigenetické preprogramovanie je vysoko časový a priestorový proces nevyhnutný pre bunkovej diferenciácie a vývojový prechod u zvierat a rastlín. Vedci pod vedením Dr. Jiang Danhua z Ústavu genetiky a vývojovej biológie (IGDB) Čínskej akadémie vied (CAS) zistili, že začlenenie histónového variantu H3.3 do chromatínu je kľúčom k vytvoreniu klíčenia a post - embryonálna vývojová kapacita v semenách.
V tejto štúdii zistili, že úplná strata H3.3 v Arabidopsis thaliana silne zhoršuje klíčenie semien a nasledujúci vývoj semenáčikov, aj keď zjavne neovplyvňuje tvorbu semien.
Ďalšie analýzy odhalili, že H3.3 je vysoko exprimovaný ku koncu dozrievania semien a jeho expresia v tomto štádiu je nevyhnutná a dostatočná na klíčenie semien.
Potom ukázali, že dočasné ukladanie H3.3 v 5' génových regulačných oblastiach v zrelom semene vytvára dostupnosť chromatínu, ktorý predznamenáva transkripčnú kompetenciu pre gény klíčenia a postembryonálneho vývoja.
Je zaujímavé, že aj keď sa H3.3 postupne odstraňuje z 5′ koncov génu počas klíčenia, kompetencia génovej transkripcie stanovená H3.3 je udržiavaná trvalým prístupom k chromatínu. transkripčné faktory.
Zistili tiež, že H3.3 je neustále zaťažovaný na 3' koncoch génu, čo koreluje s metyláciou DNA tela génu a obmedzením dostupnosti chromatínu a kryptickej transkripcie v tejto oblasti.
Ich zistenia odhaľujú epigenetický mechanizmus, ktorý „odomyká“ postembryonálne vývojové potenciály v zrelých semenách. Poskytne základ pre ďalšie skúmanie sily semien, menej študovaného odboru najmä na Slovensku molekulárnej úrovni, ale kriticky dôležité pre poľnohospodárstvo a semenársky priemysel.
Táto práca s názvom „Depozícia histónu H3.3 v semene je nevyhnutná pre postembryonálnu vývojovú kompetenciu u Arabidopsis“ bola publikovaná v r. Nature Communications na december 13.