Botánica, nutrición y genética Estados Unidos Temas

Cómo las plantas dejan atrás el bagaje genómico de sus padres

Cómo las plantas dejan atrás el bagaje genómico de sus padres
Las plantas utilizan modificaciones químicas o epigenéticas para controlar la actividad de sus genes. El rojo y el verde marcan modificaciones epigenéticas en el ADN (gris a la izquierda) de un embrión temprano de una planta de Arabidopsis thaliana. El equipo del profesor del laboratorio Cold Spring Harbor e investigador del HHMI, Rob Martienssen, descubrió uno de los genes responsables de unir estas modificaciones en los puntos correctos del genoma. Crédito: Daniel Grimanelli y Jean-Sébastien Parent / Laboratorio Martienssen, CSHL / 2021

La transmisión de un genoma sano es una parte fundamental para crear una descendencia viable. Pero, ¿qué sucede cuando tiene modificaciones dañinas en su genoma que no desea transmitir? 


por Cold Spring Harbor Laboratory


Las plantas bebé han desarrollado un método para limpiar la pizarra y reinstalar solo las modificaciones que necesitan para crecer y desarrollarse. El profesor e investigador del HHMI del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) Rob Martienssen y sus colaboradores, Jean-Sébastien Parent y el científico del Institut de Recherche pour le Développement Université de Montpellier, Daniel Grimanelli, descubrieron uno de los genes responsables de reinstalar las modificaciones en el genoma de una planta bebé.

Las modificaciones genómicas de una planta, llamadas modificaciones epigenéticas, ayudan a desactivar los genes en los momentos adecuados. Los cambios epigenéticos se acumulan con la edad. Martienssen explica:

«Si piensas en un árbol, las flores que surgen cien años después de que germinó, obviamente están muy lejos de la bellota original, y podrían ocurrir una gran cantidad de cambios epigenéticos en ese período. Por lo tanto, estos son importantes se reinicia para el desarrollo para que no heredes este daño colateral epigenético «.

El equipo de Martienssen descubrió que después de que las plantas bebé eliminan las modificaciones epigenéticas, la proteína SUVH9 devuelve las que necesitan para sobrevivir. Sin SUVH9, las plantas se desarrollan mal porque los genes equivocados se activan en el momento equivocado. Parent, científico investigador de Agriculture and Agri-Food Canada, dice:

«Recuerdo este momento en el que pensamos, ‘¡Guau! Esto no es lo que esperábamos’. Hubo una apertura para un actor que no se contabilizó en los modelos estándar, y esa fue la parte más innovadora de nuestra historia «.

La proteína SUVH9 utiliza pequeños fragmentos de ARN para buscar los lugares correctos para reinstalar las modificaciones beneficiosas, que se encuentran en elementos genéticos móviles conocidos como transposones. La proteína SUVH9 les agrega las modificaciones epigenéticas, y esto asegura que los genes cercanos se apaguen en el momento adecuado. La reinstalación de las modificaciones beneficiosas también evita que los transposones salten en el genoma y alteren otros genes.

Cómo las plantas dejan atrás el bagaje genómico de sus padres
Las plantas deben mantener a raya los elementos genéticos móviles llamados transposones; de lo contrario, las plántulas se desarrollan mal. SUVH9 es una proteína que ayuda a silenciar los transposones al agregarles modificaciones epigenéticas. Estas imágenes muestran plantas de Arabidopsis thaliana de 4 semanas de edad que crecieron con la enzima SUVH9 funcional (izquierda) y sin la enzima SUVH9 funcional (derecha). Crédito: Laboratorio de Padres / Martienssen, CSHL / 2021

Los científicos creen que la proteína SUVH9 contribuyó a la diversidad vegetal actual. Al evitar que los transposones dañinos alteraran los genes, la proteína permitió que evolucionaran diferentes especies. Padre dice:

«Uno de los grandes misterios sobre las plantas con flores es cómo se las arreglan para volverse tan diversas y generar tantas especies diferentes tan rápidamente en la historia evolutiva. Y creemos que estamos tocando aquí una parte de un mecanismo molecular que puede permitir este tipo de flexibilidad «.

El estudio se publica en Genes & Development .



WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com